不同含铬质量分数的镍铬合金烤瓷冠的析出量

不同含铬质量分数的镍铬合金烤瓷冠的析出量

金属烤瓷冠是临床上最常用的修复方法之一。贵金属合金具有优良的性能,如易铸造、易焊接、适合性好和耐腐蚀等,但由于金合金价格太高,所以临床使用受限。Poggioli等对烤瓷非贵金属合金进行了一系列研究,发现以镍(Ni)为主体的合金最易与瓷结合而且成本低,因此目前在临床被广泛应用。经多年临床应用发现,目前应用的非贵金属烤瓷合金还存在以下问题:金属腐蚀、离子析出导致龈缘黑线及金属离子致敏等。本研究就目前国内非贵金属合金仍为主要烤瓷修复材料的情况下,用含铬(Cr)质量分数不同的两种Ni-Cr合金铸造金属基底,烧结成烤瓷冠,放入人工唾液中,特定时间检测离子析出浓度。通过对析出的镍、铬金属离子的定量分析,尝试揭示镍铬烤瓷冠存在问题的起因,为消除龈缘黑线,镍、铬金属离子过敏等提供新的思路。1材料和方法1.1模型的制备选择日本口腔教学模拟系统,以其右下第二前磨牙为样本牙,按照要求用金刚砂车针进行牙体预备,制取模型。用硅橡胶印模材料制取印模,用超硬石膏灌注模型24付备用。1.2phase-n烤瓷合金低铬烤瓷合金选用美国AalkaDentVeraBond烤瓷牙铸造合金,其构成:镍77.95%、铬12.60%、铍1.95%。高铬烤瓷合金选用法国Phase-N烤瓷合金,其构成:镍61.20%、铬26.00%、锰11.00%、硅1.50%、碳0.03%,其他小于1%。AA-6800原子吸收分光光度计(岛津公司,日本);StartoriousBp211D分析天平(赛多利斯公司,德国);Multicast铸造机(Degussa公司,德国);Dekemar烤瓷炉(Wieland公司,德国);数字式温度控制仪、电热恒温培养箱(中国上海跃进医疗器械厂);牙科教学模拟实习系统(日进公司,日本)。1.3方法1.3.1牙的制备选择日本口腔教学模拟系统,以其右下第二前磨牙为样本牙,按照要求用金刚砂车针进行预备。用硅橡胶印模材料制取印模(为保证组织面面积的一致只制取1颗牙的印模),用超硬石膏灌注模型24付。要求灌注的模型清晰准确。1.3.2金和低铬烤瓷地层由山东济南天桥区鲁恒义齿加工中心分别制作高铬烤瓷合金和低铬烤瓷合金铬冠各12颗(均为舌侧金属颈圈全瓷唇缘)。为保证修复体的均一性,内冠制作、加瓷均由同一人在经过牙体预备的同一付牙齿模型的同一颗牙上操作。1.3.3试剂的配制按ISO/TR10271标准配制人工唾液。用分析天平精确称量ISO/TR10271标准要求的各种试剂,倒入盛有部分蒸馏水的1000mL量瓶中,用蒸馏水定容到1000mL,用氢氧化钠调其pH值为5.8。1.3.4小培养液的制备把24颗镍铬合金烤瓷冠分为高铬组和低铬组,每组12颗。然后把24颗镍铬合金烤瓷冠分别放入24个处理好的小培养皿中,再放入110℃烤箱中2h。然后取出放入干燥皿中自然冷却后用分析天平进行称量。称量完毕把烤瓷冠分别放入以前准备好的装有定量人工唾液的24个小瓶内,把样品小瓶放入温度为37℃的恒温孵育箱中。1.3.5铬离子检测用国家环保总局标准样品研究所的镍、铬离子标准溶液(500mg/L),将(铬离子质量浓度分别稀释为2、4、6、8、10μg/L,镍离子浓度分别为稀释30、50、80、100、120μg/L)。经过反复实验确定测铬时样品液需要稀释到1%,测镍时需要稀释到1‰。1.3.6灯、镍灯的工作条件把放入人工唾液中的两组镍铬合金烤瓷冠样本,于放入后1、2、4、8、16、32周末,从两组中各取出2颗烤瓷冠样本,用石墨炉原子吸收分光光度计测量各样品在人工唾液中的镍、铬离子质量浓度。铬灯的工作条件:灯电流6mA,波长357.9nm,狭缝0.5nm,点灯方式BGC-D2;镍灯的工作条件:灯电流12mA,波长232nm,狭缝0.5nm,点灯方式BGC-D2。1.3.7样品的烘干和称重32周末检测完析出的镍、铬金属离子质量浓度后,取出烤瓷冠,用蒸馏水冲洗6次,放入小玻璃皿中,再放入110℃的恒温箱中2h,干燥皿中冷却,用电子天平称其质量;放入恒温箱2h,再称量,如此反复5次,当第5次质量和第4次质量相同时,可认为此时烤瓷冠的质量恒定了,为最后的干燥质量。实验前的质量与第5次的质量之差为金属烤瓷冠所损失的质量。1.4数据处理分析所有数据均以表示,用SAS8.1软件对重复测量的镍、铬离子数据进行多因素方差分析;对高铬合金组与低铬合金组烤瓷冠实验前后的质量差用两样本t检验分析。2结果2.1不同时间点的铬离子产出量低铬和高铬合金冠组的烤瓷冠在人工唾液中,不同时间点的铬离子析出量见表1。从表1结果可见,在6个时间点两组铬离子析出量间的差异无统计学意义(P>0.05)。2.2时间点的镍离子跨界低铬和高铬合金冠组烤瓷冠在人工唾液中,不同时间点的镍离子析出量见表2。从表2结果可见,两组镍铬合金烤瓷冠在6个时间点其镍离子析出量间的差异有统计学意义(P<0.01)。2.3人工滤液的铬离子测定从表1、2可见,两组镍铬合金烤瓷冠样本在37℃人工唾液中,铬离子的析出于第4周达到高峰;高铬合金冠组镍离子析出于第4周达到高峰,低铬合金冠组镍离子的析出呈持续缓慢上升的趋势。2.4低铬合金冠的质量差高铬合金冠组的烤瓷冠实验前后的质量差为(1.13×10-4±3.29×10-5)g;低铬合金冠组烤瓷冠实验前后的质量差为(3.51×10-4±2.25×10-4)g。可见,高铬合金冠组的烤瓷冠实验前后的质量差少于低铬合金冠组冠的质量差,其差异有统计学意义(t=3.611,P<0.01)。3镍铬的质量分数对烘烤细胞腐蚀的影响将镍铬合金烤瓷冠置于人工唾液中,由于适宜的温度、湿度、酸碱度以及各种活跃的阴离子的作用,故烤瓷冠组织面金属离子会发生析出。从本研究的结果可以看到,于人工唾液中静态浸泡的镍铬合金烤瓷冠的铬离子析出量于第4周达高峰,这与国外Wataha等报道的齿科铸造合金冠在戴入口腔后的2~4周内,释放金属离子的速度最快,4周后释放速度明显减慢的结论相一致。胡滨把镍铬合金烤瓷冠置于人工唾液中,经过电化学极化曲线试验发现,镍铬合金烤瓷冠会发生腐蚀反应。根据镍铬合金电极电位的变化,确定镍铬合金的钝化电位出现于静态浸泡后2~4周,也与本实验结果基本相符。高铬合金冠组与低铬合金冠组的烤瓷冠在人工唾液中,其铬离子的析出都在第4周达到高峰。高铬合金冠组烤瓷冠在人工唾液中,镍离子析出也于第4周达到高峰,而低铬合金组烤瓷冠的镍离子的析出则呈持续缓慢上升趋势。此结果可能与烤瓷合金中铬的质量分数有关。有学者认为铬的质量分数应达到20%,才能有效的形成连续的Cr2O3选择性氧化膜,此膜的形成可提高合金的抗腐蚀性能。镍铬合金的抗氧化能力与铬的质量分数有关,当铬的最低质量分数为20%~25%时,合金表面会形成一层致密而连续的表面氧化防护层Cr2O3,此氧化层可作为氧扩散的障碍,使合金具有良好的抗氧化能力。本研究高铬组烤瓷冠基体合金含铬质量分数为26.0%,在烧结过程中能够形成紧密连续的Cr2O3氧化膜,不存在贫铬区,故不易发生腐蚀,在人工唾液中较低铬合金组烤瓷冠有相对少的金属离子从样品中析出。实验证明,在体液环境中,镍铬合金即使在一些覆盖层的保护下,也会释放镍离子和铬离子,尤其是含铬质量分数14%~22%的镍铬合金,因为在烤瓷和抛光后,其抗腐蚀性能降低。在研究非贵金属合金体外腐蚀时,通过测定在人工唾液中非贵金属合金离子的析出量和显微观察其表面的腐蚀情况后指出,唾液中金属离子含量与合金中铬的质量分数有关,当铬质量分数超过16%时,几乎无腐蚀,并发现腐蚀主要发生在贫铬区。8种不锈钢在37℃,质量浓度为0.9%的NaCl水溶液中的溶出试验及电化学测定表明,Cr、Mo质量与Cr、Mo溶出离子的总量与点蚀电位呈线性关系,本体金属中的Cr、Mo质量越高,Cr、Mo溶出离子的总量越低,点腐蚀电位越高,就越不容易发生点腐蚀。铬质量分数低的烤瓷合金发生电化学腐蚀的程度严重,离子析出就多。本研究低铬合金组烤瓷冠基体合金含铬质量分数为12.60%,在烧结过程中不能形成紧密连续的Cr2O3氧化膜,贫铬区易发生腐蚀,相对多的金属离子从样品中析出。根据本研究实验前后烤瓷冠的质量差和烤瓷冠在人工唾液中的离子析出量的分析发现,离子析出多的烤瓷冠样本,质量丢失也相对较多;离子析出少的烤瓷冠样本,质量丢失也相对较少。本研究将镍铬烤瓷冠的整个组织面和金属颈环全部浸入人工唾液之中,与真实的口腔环境有差异,因此笔者认为今后的实验研究还有待完善。本研究的结果显示,含铬质量分数26.0%的高铬合金组的烤