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    防齲氟化物對SLM鈷鉻合金耐腐蝕性的影響

    時間:2014-08-07 來源:未知 作者:小韓 本文字數:2611字
    論文摘要

      氟化物具有良好的防齲效果,這一觀點已被廣泛接受。氟化物之所以能夠有效地預防齲齒的發生,是因為它具有多方面的防齲機制,但應用含氟產品會改變口腔內氟離子濃度。有研究表明氟離子會影響一些口腔常用金屬的耐腐蝕性能。選擇性激光熔化( selective laser melting,SLM) 是快速成型技術中的最新發展,SLM 技術加工的產品具有良好的性能,但該技術在口腔修復領域的應用尚處于起步階段,且 SLM 技術因其特殊的加工方式將改變材料的一些性能。本研究通過觀察氟化物在發揮防齲作用的同時對 SLM 鈷鉻合金耐腐蝕性的影響,旨在為 SLM 鈷鉻合金的推廣應用以及臨床評估氟化物的安全性提供依據。

      1 材料與方法

      1. 1 主要材料、試劑和儀器
      鈷鉻 ( Co-Cr) 合 金 金 屬 粉 末 ( Wirobond C,BEGO,德國) ,含 63. 9% Co、24. 7% Cr、5. 4% W、5. 0% Mo 及少量 Si; Co-Cr 合金金屬塊 ( WirobondC,BEGO,德國 ) ,成分與 Co-Cr 金屬粉末相同。

      Fusayama人工唾液,含 400 mg/L NaCl、400 mg/LKCl、795 mg / L CaCl2·2H2O、690 mg / L NaH2PO4、5 mg / L NaS·9H2O、1 000 mg / L尿素,pH 約為 5. 0; 將一部分人工唾液用乳酸調節 pH 至 2. 5; 另用 NaF 分別調節人工唾液含氟 0、0. 05%、0. 10%和 0. 20%,置于 37 ℃ ± 0. 5 ℃ 恒溫箱內備用。打磨機( BuehlerLtd.,美國) ; 電化學穩壓器 ( PARSTAT 2273,Prince-ton Applied Research,美國) 。

      1. 2 方法
      1. 2. 1 試件分組和制作 實驗組( SLM 組) 試件采用 Co-Cr 合金金屬粉末,運用 SLM 技術( BEGO Medi-facturing System) 制作。對照組試件采用 Co-Cr 合金金屬塊,運用傳統失蠟鑄造技術制作。兩組分別制作 40 個直徑為 10 mm、厚度為 3 mm 的圓柱形試件。將 SLM 組和對照組試件分別用環氧樹脂包埋,暴露其中 1 個面,將試件暴露面依次用 400、800和 1 200 目的二氧化硅砂紙進行打磨拋光,并依次用95% 乙醇和去離子水洗凈、吹干,備用。

      1. 2. 2 極化曲線研究 將備用試件置于人工唾液中,于 37 ℃ ±0. 5 ℃條件下浸泡 24 h。采用電化學穩壓器( Princeton Applied Research) 進行穩態極化曲線( polarization curve) 測量,設定極化掃描范圍為- 250 ~ 1 600 mV,掃描速度為 1 mV / s。利用 Power-Corr 軟件描記獲得人工唾液中測試試件的極化曲線圖像,通過極化曲線的位置、形狀和斜率分析試件的耐腐蝕性能,運用極化曲線外延法( Tafel 外延法) 獲得極化阻力 Rp 值,并以此評價試件的腐蝕速度。

      1. 3 統計學方法采用 SAS 8. 0 軟件進行統計學分析。計量數據以 x珋 ± s 表示,對極化曲線分析結果進行單因素方差分析,P <0. 05 表示差異有統計學運意義。

      2 結 果

      利用極化曲線以 Tafel 外延法獲得試樣的極化電阻 Rp 值( 圖 1 ~4) 。【圖1-4】
    論文摘要
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      當 pH 為 5. 0 時,在含氟 0 和 0. 05% 的條件下,兩組試件的相應 Rp 值比較,差異均無統計學意義( P >0. 05) 。在含氟 0. 10% 和 0. 20% 的條件下,SLM 組試件 Rp 值顯著大于對照組,差異均有統計學意義( P <0. 05) ( 表 1) 。【表1】
    論文摘要

      當 pH 為 2. 5 時,在含氟 0、0. 05%、0. 10% 和0. 20% 的條件下,SLM 組的 Rp 值均顯著大于對照組( P < 0. 05) 。此外,在 SLM 組中,含氟 0. 10% 和0. 20% 人工唾液處理試件的 Rp 值均顯著小于含氟0 和 0. 05% 人工唾液處理試件( P < 0. 05) ( 表 2) 。【表2】
    論文摘要
      
      3 討 論

      近年來有學者通過實驗發現氟化物可使鈷鉻合金在人工唾液中的腐蝕加速。SLM 技術制作的樣品具有表面結構均勻致密、表面晶粒小和氧化層厚等優點,但表面特征的變化在一定程度上影響了其耐腐蝕性能。本實驗以鑄造鈷鉻合金作為對照,比較 pH 為 5. 0 和 2. 5 時,SLM 鈷鉻合金與鑄造鈷鉻合金在不同氟含量人工唾液中的耐腐蝕性能。

      在本研究中,pH 值為5. 0 時,SLM 組試件在4 種氟含量人工唾液中的極化曲線較為相似; 提示在該條件下,含氟濃度的變化對 SLM 鈷鉻合金的影響不大; 對照組鑄造鈷鉻合金極化曲線隨人工唾液中氟含量的變化而發生一定的改變。極化電阻 Rp 值分析結果顯示: 在 pH 為 5. 0 及含氟 0% 和 0. 05% 條件下,SLM 組與對照組試件的極化電阻 Rp 值的差異無統計學意義,說明在此條件下,兩組試件的耐腐蝕性無明顯差異,可能與其表面的氧化層有關。對 SLM鈷鉻合金和鑄造鈷鉻合金的表面氧化層的分析發現,SLM 鈷鉻合金與鑄造鈷鉻合金表面氧化層的成分極為相似,這可能是在此條件下兩組試件耐腐蝕性沒有差異的原因。當 pH 為 2. 5 時,SLM 鈷鉻合金極化曲線隨人工唾液中含氟量改變而發生的變化較小; 而對照組鈷鉻合金在此條件下,其極化曲線變異較大; 表明在此條件下,含氟量的改變對鑄造鈷鉻合金的影響較為明顯。極化電阻 Rp 值分析結果顯示: 在 pH 為 2. 5 及含氟 0、0. 05%、0. 10% 和 0. 20%的條件下,SLM 組的極化電阻 Rp 值顯著大于對照組,差異有統計學意義; 說明在上述口腔環境中,SLM鈷鉻合金的耐腐蝕性能明顯優于傳統鑄造鈷鉻合金,且含氟量的增加對 SLM 鈷鉻合金的耐腐蝕性能影響較小,提示該材料能滿足臨床要求并可在臨床推廣應用。

      本研究結果證實: pH 能影響金屬的耐腐蝕性,即隨著 pH 的下降,金屬的耐腐蝕性隨著降低; 含氟介質亦能影響金屬的耐腐蝕性,鈷鉻合金耐腐蝕是因為在氧化膜表面形成了 Cr-O 和 Cr-OH 結構,阻止了鈷和鉻的析出,但隨著氟含量的增加,氟離子和氫離子同樣會破壞金屬表面的氧化膜,導致金屬被腐蝕。在含氟量更高的人工唾液中,氟化物對 SLM鈷鉻合金的耐腐蝕性能的影響有待進一步研究。

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