含鈦合金及Ｎｉ－Ｃｒ合金與瓷粉結(jié)合強度的實驗研究

[摘要]目的：研究含鈦合金(4％～6％)[熔附HeraCeramJC瓷粉(A1組)和Vita瓷粉(A2組)]、HeraCeram公司的Ni－cr合金[熔附HeraCeramJC瓷粉(B1組)和Vita瓷粉(B2組)]及西北有色金屬廠的Ni－cr合金[熔附HeraCeramJC瓷粉(C1組)和Vita瓷粉(C2組)]的金一瓷結(jié)合強度，為臨床工作提供參考。方法：運用三點彎曲法對各組的金－瓷結(jié)合強度進(jìn)行測試，并對金－瓷結(jié)合界面進(jìn)行電鏡觀察分析。結(jié)果：電鏡顯示各組瓷粉均與金屬基體結(jié)合緊密，無明顯氣泡、中間層等缺陷。結(jié)合強度：A1組：(41.08±2.98)MPa，B1組：(46.05±3.16)MPa，C1組：(44.04±3.69)Mpa；A2組：(42.29±3.38)MPa，B2組：(42.05±3.26)MPa，C2組：(47.47±2.92)MPa。①HeraCeramJC瓷粉與3種合金結(jié)合的結(jié)合強度比較：B1＞A1(P＜0.05)：B1＞C1、C1＞A1(P＞0.05)。②Vita瓷粉與3種合金結(jié)合的結(jié)合強度比較：C2＞A2、C2＞B2(P＜0.05)；A2＞B2(P＞0.05)。結(jié)論：本實驗表明I臨床常用的3種非貴合金與瓷粉的金一瓷結(jié)合強度均大于ISO所要求的基本值25MPa，但各組間還存在一定差異為臨床工作中根據(jù)患者的具體情況選擇合適的烤瓷修復(fù)基底材料和瓷粉提供實驗依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]合金；結(jié)合強度；三點彎曲測試

[中圖分類號]R783 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1008－6455(2007)03－0386－03

烤瓷熔附金屬修復(fù)體(PFM)以理想的美觀效果和較高的強度已廣泛應(yīng)用于臨床冠橋修復(fù)中，其成功的關(guān)鍵是金瓷間有良好的結(jié)合力，以保證其在口腔正常功能運動中能承受各方向力而不至脫瓷。Ni－Cr合金因其價格低廉，機械性能良好，成為國內(nèi)采用較廣泛的烤瓷金屬基底材料；含鈦合金因具有優(yōu)越的機械性能、生物相容性和耐腐蝕性等優(yōu)點，故近年來鈦合金在口腔臨床的應(yīng)用及研究呈上升趨勢。本研究應(yīng)用三點彎曲測試方法通過對Ni－cr和含鈦合金與瓷粉結(jié)合強度的測試，并對金一瓷結(jié)合界面進(jìn)行觀察分析，為臨床工作提供實驗理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 材料：西北有色金屬廠提供的Ni－Cr烤瓷合金，HeraCeram公司提供的Ni－Cr烤瓷合金及美國Talladium公司含鈦合金(4％～6％)，HeraCeram Jc瓷粉，Vita瓷粉。

1．2 設(shè)備：Heravest speed快速預(yù)熱性高溫包埋料及配裝液(上海賀利氏古莎齒科有限公司)，VacuumPower Mixer plus F型真空攪拌機(Whip Mix公司，美國)，高頻鑄造機(天津精工醫(yī)療設(shè)各公司)，GL-G97賀利氏真空壓力鑄造機，JG5833筆式噴砂機(天津精工醫(yī)療設(shè)備公司)，Multimat99型烤瓷爐(Densply公司，瑞士)，AGS－IOKNG萬能材料實驗機(島津公司，日本)。

1．3 實驗方法

1．3．1 試件制備：①制作Ni－Cr及含鈦合金試件：選用有機玻璃制作25mm×3mm×0.5mm的熔模共72個，將其隨機分為6組(a，b，c，d，e，f)，每組12個。按鑄造常規(guī)包埋鑄造，鑄造3種不同金屬試件各12個，并經(jīng)過X線檢測均無氣泡。然后用鎢鋼金屬磨頭磨除試件表面的反應(yīng)層后，再用粒度250目的A1203噴砂，丙酮超聲清洗15min(方向要與鑄件成鈍角)，95％的酒精清洗表面20min，高壓蒸汽槍沖洗，壓力≥0.4MPa，無油壓縮空氣吹干。②上瓷：預(yù)后分別在6組金屬試件表面上瓷。并用自制的夾具在處理好的試件中部(8mm×3mm的范圍)涂不透明瓷0.2mm厚，體瓷0.8mm厚，重復(fù)再涂相同的不透明瓷及體瓷一次，再上釉瓷0.1mm厚。然后嚴(yán)格按廠家推薦程序進(jìn)行燒結(jié)。

1．3．2 金－瓷界面分析的電鏡樣本制備：從每組金－瓷樣本中隨機選擇2個用自凝樹脂包埋，顯露金－瓷結(jié)合界面。表面用SiC砂紙從600～1000目進(jìn)行打磨。用EDS分別對金－瓷界面、距界面20pan的瓷層(粘結(jié)瓷)和距界面20pan的金屬基體進(jìn)行元素分析。試件表面鍍金后再用掃描電鏡放大1000倍，對金一瓷界面形貌進(jìn)行觀察。

1．3．3 三點彎曲測試方法：將試件置于萬能試驗機上，金－瓷復(fù)合試條兩端置于直徑均為1mm的支持物上，兩支點的間距為20mm。瓷面向下，用半徑為10mm的壓頭在試條上面的金屬面中點處施加與金瓷界面垂直的力直至試件瓷層末端金－瓷界面分離，加載速度為10mm/min時記錄金－瓷開裂時的加載值，用公式rb=k+F(k：金屬材料彈性模量與試件形狀大小有關(guān)的恒定值，可在IS09693標(biāo)準(zhǔn)中查出)計算出金－瓷結(jié)合強度，統(tǒng)計學(xué)處理。然后將瓷從金屬基體表面剝離下來，觀察金－瓷分離界面。

2 結(jié)果

2．1 金－瓷的三點彎曲結(jié)合強度值測定：本實驗所測得的各組結(jié)合強度及統(tǒng)計學(xué)比較如表1所示，各組結(jié)合強度均大于ISO所要求的基本值25MPa。

2．2 電鏡結(jié)果：各組瓷粉均與金屬基體相互交錯，結(jié)合緊密，無明顯氣泡、中間層等缺陷。

3 討論

崩瓷是臨床上金瓷修復(fù)體最常出現(xiàn)的現(xiàn)象。導(dǎo)致其現(xiàn)象發(fā)生的原因有很多如：病例選擇設(shè)計，牙體制備及金屬處理不當(dāng)，瓷層厚度不均等，其中金一瓷界面間的結(jié)合強度是最關(guān)鍵的因素。故在臨床上在對深覆(牙/合)、咬合過緊、牙冠短小、牙(牙/合)齦距離不足、遠(yuǎn)端游離缺失等咬合力量較高的病例選擇應(yīng)慎重。除了在臨床制作技術(shù)上合理設(shè)計外還可以考慮選擇結(jié)合強度相對較高的HeraCeram公司的Ni－Cr與HeraCeramJC瓷結(jié)合以及西北有色金屬廠的Ni－Cr合金與HeraCeramJC瓷結(jié)合的金瓷修復(fù)體，而且Ni－Cr合金價格低廉，易被我國廣大患者接受。

有臨床研究報道鎳鉻合金易引起局部組織過敏反應(yīng)，出現(xiàn)牙齦腫脹出血，頸緣齦染，甚至在遠(yuǎn)離修復(fù)體的部位出現(xiàn)瘙癢、濕疹，因其中含有的鈹元素對人體有毒性作用，而且Ni、Cr生物相容性較差，在口腔中存在明顯的腐蝕現(xiàn)象，并長時間伴隨高水平的離子析出，本實驗所選用的含鈦合金(Talladium公司，美國)主要成分：鈦4％～6％、鎳60％～76％、鉻12％～21％，是在Ni－Cr合金中加入少量的鈦，替代其中的鈹，能降低熱膨脹系數(shù)，另外在合金表面形成高粘結(jié)性氧化鈦(TiO₂)，可以改善其生物學(xué)性能，同時鈹元素的去除并不影響合金的潤濕性；Ti是非常穩(wěn)定的元素，從合金中析出非常少，因此由Ti構(gòu)成的合金穩(wěn)定性好，故很多學(xué)者在Ni－Cr合金中加入鈦等化學(xué)元素從而提高合金耐腐蝕性能。所以臨床上個別對Ni、Cr有過敏反應(yīng)的患者可以權(quán)衡個人經(jīng)濟情況不能選擇貴金屬的患者可考慮選擇含鈦合金烤瓷修復(fù)。

綜上所述，根據(jù)實驗結(jié)果顯示各組結(jié)合強度均大于ISO所要求的基本值25MPa，完全滿足臨床的需求，但各組間還存在一定差異，為臨床工作中根據(jù)患者的具體情況選擇合適的烤瓷修復(fù)基底材料和瓷粉提供實驗依據(jù)。故在做金瓷修復(fù)時對于咬合力量要求較高或?qū)i、Cr有過敏反應(yīng)并考慮經(jīng)濟情況等特殊患者，均可根據(jù)具體情況考慮選擇合適的基底材料修復(fù)，從而達(dá)到耐用、美觀的效果。