表面處理對鈷鉻合金與瓷結(jié)合力的影響

楊靜 鄭豐富

(1.內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)院附屬人民醫(yī)院口腔科; 2.宏信義齒制作中心 呼和浩特 010050)

表面處理對鈷鉻合金與瓷結(jié)合力的影響

楊靜1鄭豐富2

(1.內(nèi)蒙古醫(yī)學(xué)院附屬人民醫(yī)院口腔科; 2.宏信義齒制作中心 呼和浩特 010050)

目的 研究不同表面處理方法對鈷鉻合金與瓷結(jié)合力的影響,以尋找合理有效的鈷鉻合金表面處理方法,為臨床鈷鉻烤瓷修復(fù)體的制作和應(yīng)用提供理論依據(jù)。方法 本實驗根據(jù)ISO9693標(biāo)準(zhǔn)中三點彎曲法制作試件,試件隨機分3組,每組16個,分別采用600目砂紙打磨,打磨+噴砂及打磨+噴砂+酸洗的表面處理方法,于試件中部烤瓷,通過對結(jié)合強度的測試分析,鈷鉻合金與瓷的結(jié)合強度,將結(jié)果與Ni-Cr合金組進行比較。結(jié)果 經(jīng)過噴砂和噴砂酸洗后,Vita Titankeramik瓷粉與鈷鉻的結(jié)合強度為(47.36±4.52)MPa和(50.44±4.93)MPa,顯著高于打磨組的(38.12±3.78)MPa(P<0.05),噴砂和噴砂酸洗組之間無統(tǒng)計學(xué)差異。通過噴砂及噴砂處理的各組結(jié)合強度均達到ISO9693臨床標(biāo)準(zhǔn)(>25MPa)。結(jié)論 噴砂及噴砂酸洗能有效增強鈷鉻與瓷的結(jié)合力,滿足臨床應(yīng)用要求。

表面處理 鈷鉻 結(jié)合強度

鈷鉻合金因其有合適的物理機械性能,價格相對低廉,因而越來越廣泛應(yīng)用于牙科領(lǐng)域[1]。但Co-Cr合金在高溫下,在表面形成一層污染層,影響Co-Cr與瓷間形成有效結(jié)合,從而減短修復(fù)體的壽命。很多關(guān)于如何測量及提高Co-Cr與瓷結(jié)合強度的研究已經(jīng)廣泛開展。噴砂和酸洗作為常用的表面處理技術(shù),會對修復(fù)體的粘接強度、抗折強度和冠的適應(yīng)性產(chǎn)生不同程度的影響[1～2]。本實驗旨在研究表面噴砂及化學(xué)溶液處理對Co-Cr與瓷結(jié)合強度的影響。

1 材料與方法

1.1 材料和設(shè)備

Multimat Touch烤瓷爐(Dentsply,USA),Vita Titankeramilk,4M色(Vita公司 Germany),Wirobond C鈷鉻烤瓷合金(BEGO,Germany),50μm氧化鋁噴砂劑(Dentsply, USA),化學(xué)研磨液(日本才八う株日式會社,Japan),MTS材料測試機(MTS Synergie 100,MTS Systems公司,USA)。

1.2 試件制作

鑄造軟質(zhì)Co-Cr合金制作48個樣本(25.0mm×3.0mm×0.5mm),表面用氧化鋁砂紙由粗到細(280/400/600目)依次打磨,隨機平均分成3組,每組16個樣本,第1組不經(jīng)過表面處理,丙酮超聲清洗10min;第2組噴砂處理(5bars,20s),噴嘴距試件表面10min;第3組噴砂處理同第2組,超聲清洗后化學(xué)研磨液處理(酸洗120s),超聲清洗10min。各組試件根據(jù)ISO9693標(biāo)準(zhǔn)在試件中間燒結(jié)瓷粉8.0mm×3.0mm×1.0mm,然后分2次涂布燒結(jié)遮色瓷,厚約0.2mm,最后上體瓷,控制最后瓷層厚度為1.0mm,燒結(jié)過程完全按廠家說明操作。制作14個26.0mm×4.0mm×1.0mm對照組蠟型,普通燒瓷鋼鑄造后打磨至25.0mm×3.0mm×0.5mm大小,超聲清洗10min,常規(guī)噴砂處理、清洗,上常規(guī)dSIGN瓷方法同上。

表1 不同處理方法對Co-Cr合金與瓷結(jié)合強度的影響(±s)

表1 不同處理方法對Co-Cr合金與瓷結(jié)合強度的影響(±s)

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1.3 操作標(biāo)準(zhǔn)

測試按照ISO9693操作規(guī)程進行,在試件中每組隨機抽取14個試件(另2個備用),試件置于MTS材料測試機上,兩支點半徑為1.0mm,支點間距20mm,瓷面向下,用曲率半徑為1.0的加載頭,在試件金屬面中點處施加與金瓷結(jié)合界面垂直的力。加載速度為1.0mm/min,記錄最大加載值F即金瓷結(jié)合力。對照組(Ni-Cr)結(jié)合力測試方法同鈷鉻合金試件。結(jié)合強度按公式:Z=K×F(N/mm2),K為一常數(shù)。根據(jù)ISO9693上關(guān)于K值的計算公式實驗中Co-Cr合金的K值為5.07。Ni-Cr合金K為3.98。

將各組測試結(jié)果進行單因素方差分析,得出統(tǒng)計學(xué)結(jié)論。

2 實驗結(jié)果

2.1 掃描電鏡觀察

掃描電鏡觀察可見,未經(jīng)噴砂和酸洗表面處理的鈷鉻合金表面是打磨后的紋理(圖1)。經(jīng)過噴砂和酸洗處理后的鈷鉻合金表面形成一層有效的氧化膜(圖2)。

2.2 結(jié)合力測試結(jié)果

各組試件的結(jié)合力測試結(jié)果,見表1。

由表1可見,未經(jīng)表面處理的Co-Cr合金與瓷的結(jié)合力顯著低于其他處理組,但高于ISO 9693標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最 低金瓷結(jié)合強度(25MPa)。噴砂酸洗組結(jié)合力略高于噴砂組,但無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。單純打磨組鈷鉻烤瓷結(jié)合力與對照組Ni-Cr合金的烤瓷結(jié)合力相比未見明顯差異。

3 討論

Co-Cr合金作為目前常用的金屬-烤瓷修復(fù)體材料,被廣大醫(yī)師廣泛使用,合金在一定條件下表面形成一薄層氧化物,而合金表面的氧化層又是化學(xué)結(jié)合的必備條件。氧化是在除氣的基礎(chǔ)上再加熱至預(yù)定終點溫度,在非真空狀態(tài)下繼續(xù)推持5～10min完成的,合金表面的氧化層是金-瓷結(jié)合的前提,過薄或過厚都使結(jié)合強度降低。氧化不足不能提供足夠的金瓷化學(xué)結(jié)合和良好的潤濕效果;氧化過分將形成過厚的氧化層,此氧化層的熱膨脹系數(shù)與瓷不匹配,在金-瓷復(fù)合體加熱冷卻過程中就會形成一薄弱易損的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致介面直接折裂。

理想的氧化層應(yīng)為0.2～2mm,可達到最大的結(jié)合強度[2]。 在以往一些研究中,用金涂層處理金屬表面可以顯著提高金瓷脊結(jié)合力,但金涂層是否對含有鈷鉻烤瓷修復(fù)體起同樣作用,尚待研究[3]。

本實驗結(jié)果顯示鈷鉻表面經(jīng)過噴砂及噴砂酸洗聯(lián)合處理后,鈷鉻合金與瓷的結(jié)合力顯著提高;打磨組未經(jīng)處理的鈷鉻與瓷的結(jié)合力最低,為(38.12±3.78)MPa,遠低于經(jīng)過表面處理的Co-Cr合金結(jié)合力(50.44±4.93)MPa。

實驗結(jié)果提示,未經(jīng)噴砂或酸洗處理的鈷鉻表面,不能形成有效的鈷鉻與瓷的結(jié)合。噴砂能去除打磨過程中金屬表面產(chǎn)生的窩溝,突起及表面碎片等,有利于形成一定機械鎖合,同時也增加了鈷鉻與瓷的粘結(jié)面積,提高了鈷鉻表面的可濕性,從而提高鈷鉻與瓷的結(jié)合力[4～6]。噴砂酸洗聯(lián)合處理還能增加鈷鉻表面粗糙度,同時避免噴砂形成的部分應(yīng)力集中。同時本實驗采用的瓷粉均有粘結(jié)劑的組分,能阻止高溫下鈷鉻表面形成松散無粘附性的氧化層,增強鈷鉻與瓷的結(jié)合力[7]。

圖1 試驗前試件表面SEM觀察(×1000)

鈷鉻與瓷結(jié)合成功于否重要的一點是能否形成理想的氧化膜,如何進行有效的表面處理是增強鈷鉻與瓷結(jié)合力的關(guān)鍵,本實驗結(jié)果提示噴砂及噴砂酸洗處理能使鈷鉻表面形成較為有效的氧化層,從而提高鈷鉻與瓷的結(jié)合力。同時噴砂酸洗需要的設(shè)備簡單、操作方便,對臨床和技工具有較大的可實施性。

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Effect of Surface Treatments on the Bond Strength of Porcelain-fused to CO-Cr

YANG Jing ZHENG Fengfu
1.Department of Stomatological, Affiliated People Hospital to Mangolia University; 2.Denture Production Center in Henderson, Hohhot 010050 China

s】Objective To investigate the influence of different surface treatments on the bond strength of porcelain-fused to Co-Cr.Methods 48 Co-Cr samples were prepared and randomly divided to 3 gorups,with 16 samples in each group with different surface treatment.We analysed using a 3-point bending test acconding to the ISO9693.Results After sandblasted and acid-treated, the bond strength of Vita Titankeramilk porcelain to CO-Cr were (38.16±1.32)MPa and (41.41±4.93)MPa,which was significant different to the baruished groups of Co-Cr porcelains (20.85±0.45)MPa(P<0.05).There was no significant diffence between Sandblasted and acid-treated.Conclusion Sandblasting and acid-treatment can significantly improve the bond strengh of porcelain-Co-Cr.

Surface treatment;Co-Cr-porcelain;Bond strengh

R783.1

A

1674-0742(2011)05(c)-0029-02

圖2 噴砂酸洗后試件表面SEM觀察(×1000)

2011-01-02