四種齒科合金在蘋果醋中的離子析出研究

郝霞莉 楊永環(huán) 孫小莉 河南省醫(yī)療器械檢驗(yàn)所 （河南 鄭州 450003）

內(nèi)容提要： 用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定了四種齒科合金在蘋果醋中析出金屬離子的種類和數(shù)量，探討合金種類和浸泡時(shí)間對(duì)金屬離子析出量的影響，為各類合金耐腐蝕性能的比較提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

牙科合金因其理想的物理機(jī)械性能運(yùn)用于臨床已有幾十年的歷史[1,2]。口腔是一個(gè)復(fù)雜的液態(tài)環(huán)境，口腔內(nèi)合金修復(fù)體會(huì)因食物摩擦、pH改變而不斷析出金屬離子。牙科鑄造合金在口腔內(nèi)可能導(dǎo)致的不良生物學(xué)反應(yīng)幾乎都是因合金金屬離子的釋放而引起的。當(dāng)析出量超出人體生理耐受量時(shí)便會(huì)引起人體局部或全身損害。合金離子析出量的體外定量檢測(cè)是研究合金生物相容性的手段之一，長時(shí)間段的離子析出量的確定更有利于預(yù)測(cè)某一種材料的生物相容性[3]。

由于口腔環(huán)境的特殊性和每個(gè)人的不同飲食喜好均會(huì)造成口腔微環(huán)境的改變，使金屬材料發(fā)生腐蝕。體外定量檢測(cè)齒科合金腐蝕用的浸泡液多為生理鹽水和人工唾液等[4]。國內(nèi)外對(duì)于齒科材料中金屬離子在食品中的析出情況研究的并不是很多，故本實(shí)驗(yàn)采用常喝的飲品蘋果醋作為浸泡液，在不同時(shí)間段采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定四種常用的齒科合金材料（鎳鉻合金、鈷鉻合金、鈦和鈦合金）在蘋果醋中的離子析出情況。

1.材料與方法

1.1 材料與儀器

材料：蘋果醋（廠家：新鄉(xiāng)市昊萊福飲品有限公司），pH為2.72；鈦和鈦合金（廠家：寶雞柏泰金屬材料有限公司）；鈷鉻烤瓷鑄造合金和鎳鉻烤瓷鑄造合金（廠家：鄭州艾特功能合金開發(fā)有限公司）。合金樣塊主要成分見表1。

表1. 合金樣塊主要成分

儀器設(shè)備：酸度計(jì)：SG8（廠家：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）；超聲波清洗機(jī)：SB-3200（廠家：上海必能信超聲公司）；ICP-OES：7000-DV（廠家：美國PerkinElmer公司）。

1.2 方法

1.2.1 樣塊制備

樣塊打磨：每種齒科合金取2個(gè)樣塊，樣塊尺寸：直徑8mm，高10mm，用牙科手機(jī)及打磨機(jī)打磨試件表面，除去表層氧化膜及部分油污，然后所有試件表面經(jīng)180目、320目、400目、600目、800目耐水砂紙逐步磨光。

浸泡：打磨后樣塊用無水乙醇浸泡48h，蒸餾水沖洗后在60?C烤箱內(nèi)烘干備用。每種齒科合金平行做2個(gè)樣，取8個(gè)50mL具塞比色管，比色管用5%的鹽酸浸泡24h后刷洗干凈，烘干。樣塊裝入具塞比色管中，121?C滅菌2h，裝浸泡液30mL，然后置于37?C恒溫培養(yǎng)箱中。

取樣及消解：浸泡15d后，取兩個(gè)盛放浸泡液的比色管，從比色管中分別取5mL浸泡液于兩個(gè)50mL EP管中。置于電加熱板上加熱，剩余少量液體時(shí)，加濃硝酸3mL，高氯酸1mL，反復(fù)加濃硝酸進(jìn)行消解直至溶液澄清透明，最后用1%的硝酸定容至50mL，待測(cè)。其余浸泡30d、60d、90d后取樣及處理同15d。

1.2.2 金屬離子析出量測(cè)定

樣塊浸泡15d，30d，60d，90d后，取處理過的浸泡液進(jìn)行離子測(cè)定。

2.結(jié)果

4種合金樣塊浸泡15d，30d，60d，90d后離子測(cè)定結(jié)果見表2。

3.討論

表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，四種合金均有離子析出，各類合金離子析出量隨時(shí)間推移而增加。

純鈦和鈦合金兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，每個(gè)時(shí)間段測(cè)得的鈦合金中鈦的析出量均高于純鈦中鈦的析出量，這可能是因?yàn)殁伜辖鹬袖X含量較高，鈦和較為活潑的鋁構(gòu)成原電池，加速了鈦的析出，雖然純鈦中也含有較為活潑的鐵，但鐵含量僅為0.2%，相比于鈦合金中鋁的含量6.7%少了很多，因此純鈦中鈦離子析出比鈦合金中鈦離子析出少。當(dāng)浸泡第60天時(shí)，鈦合金中的鋁析出明顯增多，當(dāng)浸泡第90天時(shí)，鐵析出量也增大很多，由于蘋果醋pH為2.72，在此酸性的環(huán)境下，純鈦中的鐵和鈦合金中的鋁析出量較多。雖然鈦也是還原性較強(qiáng)的金屬，但因?yàn)殁伒谋砻嫒菀仔纬芍旅艿摹⑩g性的氧化物保護(hù)膜，使得鈦具有優(yōu)良的抗腐蝕性。

在浸泡第15天時(shí)，鈷鉻合金中鈷和鎳鉻合金中的鎳析出離子較多，當(dāng)浸泡第90天時(shí)，鈷和鎳離子也是析出最多的，從鎳鉻合金中鎳和鉻在浸泡的第15天和第30天的數(shù)據(jù)來看，其離子析出量增加很快，隨著浸泡時(shí)間的增加，離子析出量緩慢增加，離子析出速度呈下降趨勢(shì)。

鈷鉻合金和鎳鉻合金中鉻的含量相差不大，從表2可以看出，鈷鉻合金中鉻的析出量大于鎳鉻合金中鉻的析出量。不同齒科合金中，同一元素在不同合金中所占的比重不一樣，其離子析出量與其含量并沒有線性關(guān)系，這與合金中其他元素含量有關(guān)。在單個(gè)合金中，比如鈷鉻合金，各類離子的析出量與其在合金中所占比重也并沒有完全線性關(guān)系。

在蘋果醋中，四種常用牙科金屬材料耐腐蝕性進(jìn)行比較，純鈦的腐蝕速度最慢，耐腐蝕性最好，鎳鉻合金的耐腐蝕性最差，鎳鉻合金與鈷鉻合金的腐蝕速度均較快。因此建議裝有鈷鉻合金和鎳鉻合金義齒的人群，應(yīng)盡量減少酸性飲料的飲用，且盡量選擇耐腐蝕性能好的純鈦。

表2. 樣塊在蘋果醋中不同時(shí)間段的離子析出量(μg/mL)