趙祥宇，戰(zhàn)德松

(1.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)口腔修復(fù)學(xué)2007級(jí)研究生班，遼寧 沈陽(yáng) 110002;2.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院材料教研室)

在我國(guó)，固定修復(fù)已日益被失牙患者所接受，金屬烤瓷冠仍是最主要的修復(fù)方法。非貴金屬由于其低廉的價(jià)格和優(yōu)良的機(jī)械性能仍然占據(jù)主要的市場(chǎng)。但在臨床的長(zhǎng)期應(yīng)用中，人們發(fā)現(xiàn)金屬烤瓷冠修復(fù)中存在許多問(wèn)題，其中以鎳鉻合金為首。鎳離子的釋放會(huì)造成修復(fù)體周圍組織的不良反應(yīng)，以炎癥、牙齦黑線、過(guò)敏反應(yīng)最為常見(jiàn)。因此人們開(kāi)始尋找可以替代鎳鉻合金的金屬材料，鈷鉻烤瓷合金的出現(xiàn)解決了這一問(wèn)題。鈷鉻合金具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、生物相容性、耐腐蝕性，可大大減少牙齦黑線和過(guò)敏反應(yīng)的發(fā)生。但目前臨床應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)鈷鉻烤瓷合金仍以進(jìn)口為主，價(jià)格亦較高，因此能研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、較高性價(jià)比的鈷鉻合金已成為我國(guó)口腔修復(fù)領(lǐng)域中需要解決的問(wèn)題。某公司結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況，研制出一種鈷鉻烤瓷合金，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用三點(diǎn)彎曲法對(duì)其金瓷結(jié)合性能做初步評(píng)價(jià)，為臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料 實(shí)驗(yàn)組:自制鈷鉻烤瓷合金 (哈爾濱千祿達(dá));對(duì)照組:Co-Cr合金 (德國(guó)BEGO)。二組主要成分見(jiàn)表1;BK Giulini磷酸鹽包埋材(德國(guó))，VITA VMK 95瓷粉 (德國(guó)Vita公司生產(chǎn))。

表1 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組主要成分

1.2 設(shè)備 VITA VMK 95瓷 (德國(guó)Vita公司生產(chǎn));烤爐 (沈陽(yáng)節(jié)能電爐廠);游標(biāo)卡尺、JNAⅡB型熔鑄機(jī) (天津);Easy blast筆式噴砂機(jī)(德國(guó));Ivoclav烤瓷爐 (瑞士);Autograph AGI500KN萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī) (日本島津)等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 試件標(biāo)準(zhǔn) 參照ISO 9693標(biāo)準(zhǔn)［1］，金屬試件為25 mm×3 mm×0.5 mm，瓷層為8 mm×3 mm×1 mm，金屬厚度和瓷層厚度是為了模仿臨床情況而設(shè)計(jì)，兩個(gè)支點(diǎn)和一個(gè)加力點(diǎn)的直徑均為1 mm，兩支點(diǎn)間距為20 mm(圖1)。

圖1 三點(diǎn)彎曲測(cè)試試件示意圖試件尺寸:金屬層長(zhǎng) (IM)=25 mm，金屬層厚 (dM)=0.5 mm。瓷層長(zhǎng) (IP)=8 mm，瓷層厚 (dP)=1mm，金屬層和瓷層寬 (w)=3 mm，兩支點(diǎn)間距 (I)=20 mm

1.3.2 試件條件 測(cè)試試件要符合以下幾個(gè)要求［2－4］:(1)試件受力時(shí)金瓷界面所受的力為均勻的剪切力，無(wú)應(yīng)力集中;(2)斷裂發(fā)生在界面;(3)測(cè)試結(jié)果不受殘余應(yīng)力和材料彈性模量的影響;(4)試件易于制備，易于測(cè)試;(5)重復(fù)性好;(6)盡量模擬臨床情況。

1.3.3 試件制備 兩種金屬分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，制作試件規(guī)格為25 mm×3 mm×0.5 mm的實(shí)驗(yàn)樣本12個(gè)，每組6個(gè)，常規(guī)打磨拋光、噴砂、清洗、除氣、預(yù)氧化。對(duì)每一試件中間部分用游標(biāo)卡尺作長(zhǎng)8 mm的標(biāo)記，按照VITA MK 95瓷粉的要求，用技工筆再試條中8 mm×3 mm厚度約0.1 mm分兩次上遮色瓷，入爐燒結(jié)。然后采用8 mm×3 mm×1.0 mm的樹(shù)脂夾具在遮色瓷之上堆塑厚度為0.9 mm的牙本質(zhì)瓷，震動(dòng)并吸取水分，入爐燒結(jié)。具體焙燒情況見(jiàn)表2。

表2 焙燒溫度和所需時(shí)間

1.3.4 試件測(cè)試 在電腦控制Autograph AGI500KN萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)用三點(diǎn)彎曲法測(cè)金瓷分離時(shí)的加載力。將金瓷試件兩端置于支持物上，跨度為20 mm，瓷面向下。用曲面半徑為1.0 mm的壓頭于與瓷相反的金屬面中點(diǎn)處進(jìn)行加載，加載速度為1.0mm/min，環(huán)境溫度為20℃。觀察并記錄金瓷開(kāi)裂時(shí)的加載值。

1.3.5 金瓷界面肉眼觀察 觀察金瓷分離后金屬表面瓷殘留情況;觀察金瓷分離后瓷表面有無(wú)灰黑色膜附著。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析自制鈷鉻合金與德國(guó)BEGO鈷鉻合金的金瓷結(jié)合力有無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 試驗(yàn)結(jié)果 三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。本實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的自制鈷鉻合金的金瓷結(jié)合強(qiáng)度和德國(guó)BEGO鈷鉻合金的金瓷結(jié)合強(qiáng)度均大于ISO所要求的基本值25 MPa。經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析表明兩種合金的金瓷結(jié)合強(qiáng)度無(wú)顯著性差異 (P＞0.05)

表3 三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)結(jié)果

2.2 金瓷分離界面肉眼觀察 自制和BEGO鈷鉻合金樣本加力后，隨著力量的增加瓷層開(kāi)裂并完全脫落，表面成灰黑色氧化膜，無(wú)明顯瓷殘余。

3 討論

在我國(guó)口腔修復(fù)領(lǐng)域中，隨著口腔材料學(xué)的快速發(fā)展，對(duì)鎳的致敏性和致癌性已經(jīng)有了比較趨于一致的認(rèn)識(shí)［5－6］。鎳可引起過(guò)敏反應(yīng)，降低細(xì)胞增值率，使白細(xì)胞所分泌的炎癥因子的量發(fā)生改變，改變中性粒細(xì)胞的趨化功能［7］。人群中對(duì)鎳產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)的比例較高，其中以女性居多，孫平等［8］研究表明鎳鉻烤瓷合金明顯抑制細(xì)胞增殖。由鎳產(chǎn)生的超敏反應(yīng)可能更易發(fā)生于沒(méi)有金屬接觸史或鮮有金屬接觸史的患者，其機(jī)制可能是鎳鉻合金在口腔多種因素作用放下釋放鎳離子作用于牙周軟組織、腺體及免疫系統(tǒng)而引起。以鎳含量為77%～78%、鉻含量11%～22%的鎳鉻合金烤瓷冠所進(jìn)行的研究表明，合金內(nèi)冠邊緣貼近基牙，深入到齦溝之內(nèi)，可以造成對(duì)患牙牙周組織的影響［9］，其中以牙齦黑線、牙齦炎癥水腫、牙齦退縮等多見(jiàn)。研究顯示［10］，鎳鉻合金修復(fù)體可引起牙齦組織內(nèi)吞噬細(xì)胞凋亡而導(dǎo)致免疫系統(tǒng)的破壞和自由基代謝失衡，從而導(dǎo)致牙齦變色。鎳的毒性和致癌性可能與細(xì)胞水平的攝入、傳輸、分配、保持有關(guān)［11］。由于，鎳離子對(duì)人體產(chǎn)生過(guò)多的危害，因此人們開(kāi)始尋找其他可替代鎳鉻合金的非貴金屬烤瓷合金。含鈦烤瓷合金材料中，雖然含有4%～6%的鈦元素，但鎳元素含量卻高達(dá)66%。鈷鉻合金是針對(duì)鎳的毒性而開(kāi)發(fā)的，與鎳鉻合金相比，鈷鉻合金具有較好的生物相容性，較強(qiáng)的耐腐蝕性能及優(yōu)良的穩(wěn)定性。由于鈷鉻合金中不含有鎳元素，并且含有較高比例的鉻元素，而鉻元素的增加可明顯減少合金腐蝕導(dǎo)致的鈷離子析出［12－13］。因此，由金屬離子的析出所產(chǎn)生的超敏反應(yīng)和牙齦黑線的發(fā)生率顯著降低。此外，鈷鉻合金還具有較高的彈性模量和彈性系數(shù)，能與瓷粉產(chǎn)生較高的金瓷結(jié)合力，使其逐漸成為臨床應(yīng)用的主流。

臨床上，金屬烤瓷修復(fù)體成功的關(guān)鍵之一是金屬與瓷粉之間形成良好的結(jié)合力，使其在行使口腔功能時(shí)不至發(fā)生瓷脫落。測(cè)定金瓷結(jié)合強(qiáng)度的方法有多種多樣，最主要的有拉出和推出剪切測(cè)試、扭轉(zhuǎn)測(cè)試、雙軸彎曲測(cè)試、三點(diǎn)彎曲測(cè)試等。1966年Lavine［14］設(shè)計(jì)了三點(diǎn)彎曲方法用于測(cè)試金－瓷結(jié)合強(qiáng)度。1995年Lenz等［15］對(duì)三點(diǎn)彎曲方法進(jìn)行改進(jìn)。瓷層厚1 mm，金屬厚0.5 mm模擬臨床情況。金－瓷試件兩端置于直徑均為1 mm的支持物上，兩支點(diǎn)的間距為20 mm，瓷面向下，用半徑為10 mm的壓頭在試件上面的金屬面中點(diǎn)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1.0 mm/min記錄金－瓷開(kāi)裂時(shí)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ISO 9693標(biāo)準(zhǔn)中查出)計(jì)算出金－瓷結(jié)合強(qiáng)度。用有限元分析法對(duì)三點(diǎn)彎曲測(cè)試時(shí)金－瓷界面受力情況進(jìn)行分析［16］。雖然存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，也不能排除殘余應(yīng)力的影響，故國(guó)內(nèi)仍有學(xué)者持反對(duì)意見(jiàn)。但由于三點(diǎn)彎曲測(cè)試排除了彈性模量對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，試件易于制作，測(cè)試方法簡(jiǎn)單，結(jié)果重復(fù)性好，金－瓷厚度比模擬臨床情況，可適用于所有金屬與瓷的結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試，是目前較為理想的金瓷界面結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)試方法。

本實(shí)驗(yàn)采用三點(diǎn)彎曲的方法，自制鈷鉻合金在金瓷結(jié)合強(qiáng)度上與現(xiàn)在臨床常用的BEGO合金差異無(wú)顯著性。因此，自制鈷鉻合金的金瓷結(jié)合性能完全滿足臨床要求，有臨床應(yīng)用價(jià)值。

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