劉丹陽

（遼寧省沈陽市和平區(qū)牙病防治所，110001）

牙科金屬材料的耐腐蝕性能研究進展

劉丹陽

（遼寧省沈陽市和平區(qū)牙病防治所，110001）

本文對牙科金屬材料的耐腐蝕性研究進展進行綜述。

牙科金屬材料；耐腐蝕性；綜述

口腔科常使用的修復(fù)金屬有鎳鉻合金、鈷鉻合金、鈷鉻鉬合金、鈦合金等。由于口腔是一個非常復(fù)雜的電解質(zhì)環(huán)境，牙科金屬在其內(nèi)行使功能時會發(fā)生各種形式的腐蝕，但主要是電化學(xué)腐蝕。筆者就牙科金屬材料的耐腐蝕性研究進展做一綜述?，F(xiàn)報告如下。

1 牙科金屬材料耐腐蝕性能的研究方法

Kedici等[1]把牙科合金的耐腐蝕性研究方法總結(jié)為電化學(xué)方法和非電化學(xué)方法。

1.1 電化學(xué)方法 是運用電化學(xué)試驗?zāi)M牙科金屬材料在口腔中的電化學(xué)腐蝕方法。

1.1.1 極化曲線 常采取動電位掃描法進行極化曲線測量。此法可得到穩(wěn)態(tài)電位(Ecorr)、自腐蝕電流密度(Icorr)、破裂電位(Etp)、極化電阻(Rp)等定量參數(shù)，并繪出極化曲線。Ecorr反映合金的腐蝕傾向，但并不能反應(yīng)腐蝕速度[2]；Icorr、Rp反映合金的腐蝕速度[3]；Etp反映耐孔蝕性或?qū)孜g敏感性，其正值越大，耐孔蝕性越好或?qū)孜g敏感性越低。

1.1.2 電化學(xué)阻抗譜 此法主要用于研究腐蝕界面的電極表面狀態(tài)及電極反應(yīng)動力學(xué)過程。

1.1.3 電化學(xué)噪聲技術(shù) 是一門新興的用于研究腐蝕與防護的實驗手段。研究表明，噪聲水平的高低與電化學(xué)腐蝕活性呈正相關(guān)[4]。

1.2 非電化學(xué)方法 主要有電鏡法、X射線光電子能譜、重量法、色度計分析和紅外光譜等。

2 牙科金屬材料的耐腐蝕性能

2.1 金屬材料的組成元素 金屬材料的組成元素不同，具有耐腐蝕性能也不同。合金材料常由鉻、鎳、鉬、錳、鈦、碳等組成。研究顯示，合金中的鉬(Mo)和鉻(Cr)可以改善其耐腐蝕性，這是因為Mo和Cr能夠促進合金形成穩(wěn)定的鈍化氧化層，而該氧化層具有良好的耐腐蝕性[5]。而具有不同Mo和Cr比例的合金，其耐腐蝕性能也不同。

2.2 金屬材料的組織結(jié)構(gòu)特點 金屬腐蝕的最常見類型是晶間腐蝕，是指腐蝕沿著金屬或合金的晶粒邊界或其鄰近區(qū)域發(fā)展。合金的組織結(jié)構(gòu)主要有鐵素體、奧氏體、馬氏體，而在高鎳鉻合金及奧氏體不銹鋼中常會發(fā)生晶間腐蝕。馬氏體主要是由12%～18%的鉻組成的低碳或高碳鋼，碳極易與其他合金形成合金碳化物，導(dǎo)致晶間腐蝕的發(fā)生。研究證實，在鎳鉻合金的交界處常發(fā)生點蝕，從而降低其耐腐蝕性[6]。Wang等[7]研究證實，奧氏體鎳鈦合金比奧氏體與馬氏體的混合體合金具有更好的電化學(xué)穩(wěn)定性。Junker[8]指出，與奧氏體不銹鋼相比，鐵素體不銹鋼不易發(fā)生縫隙腐蝕。鈦可以在空氣和中性或氧化性水溶液中迅速生成一層穩(wěn)定的氧化性保護膜，因此，鈦合金具有較好的耐腐蝕性。

2.3 金屬材料的表面粗糙程度 金屬材料表面的粗糙程度可以影響微生物的繁殖，而且，粗糙表面有利于細菌的黏附。Kancyper等[9]認為，拋光后的合金能明顯減少細菌黏附和金屬腐蝕。

3 口腔環(huán)境與金屬材料耐腐蝕性的關(guān)系

口腔中的溫度、酸度和氧含量等因素會影響腐蝕的程度。溫度會影響腐蝕產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化；酸堿度會影響材料的易腐蝕性；是否有氧會對腐蝕反應(yīng)和腐蝕產(chǎn)物產(chǎn)生一定的影響；氯離子(Cl-)、硫離子(S2-)的濃度會影響腐蝕的速度[10]。

3.1 口腔中的溶液組成 Queiroz等[11]研究表明，不同組分的溶液會導(dǎo)致金屬材料具有不同的電化學(xué)穩(wěn)定性和腐蝕性。Bilhan等[12]認為，蛋白溶液可防止合金腐蝕；鎳、鉻、鉬和銀汞在黏液素、容積酵素、尿素等中均具有較高的腐蝕性；而鈦在上述所有研究介質(zhì)中，均具有良好的耐腐蝕性。氟離子(F-)濃度會影響金屬的腐蝕性。Stájer等[13]與Horasawa等[14]的研究均表明，在F-與氫離子(H+)共存的環(huán)境下，會加劇鈦的腐蝕。Wang等[7]研究證實，Cl-濃度會影響金屬材料的腐蝕，當Cl-濃度＜0.05 mol/L時，不易腐蝕；＞0.05 mol/L時，隨著Cl-濃度的增加，腐蝕性增強。

3.2 口腔中的pH值 在酸性環(huán)境中鎳鉻合金會在短時間釋放大量離子，但貴金屬則基本不受pH值變化的影響。有研究表明，在酸性環(huán)境中，銅、鐵、銀更容易發(fā)生腐蝕[15]。Shin等[16]研究發(fā)現(xiàn)，合金的點蝕電位和腐蝕電位都隨著pH值的升高而下降。麻健豐等[17]研究發(fā)現(xiàn)，鈦在中性和酸性環(huán)境中均具有較強的耐腐蝕性，而鈷鉻合金在酸性環(huán)境中的耐腐蝕性則較差。

3.3 口腔中的微生物 口腔中以微需氧菌居多，這些細菌的繁衍和新陳代謝產(chǎn)物對金屬材料的腐蝕均產(chǎn)生重要的影響。同時，微生物黏附到金屬表面后，可通過生化作用使鈍化膜失去鈍化作用，引起腐蝕。Hamilton[18]認為，微生物通過氧化還原反應(yīng)，改變其局部微環(huán)境，為其細胞外的礦化提供有利環(huán)境，而其礦化產(chǎn)物在微生物腐蝕中具有至關(guān)重要的作用。Laurent等[19]發(fā)現(xiàn)，黏性放線菌可加劇鎳鉻合金的電化學(xué)腐蝕。Chang等[20]研究證實，變異鏈球菌能使純鈦及鎳鈦合金等更易發(fā)生腐蝕。

4 小結(jié)

隨著牙科金屬在臨床中的不斷應(yīng)用，其在口腔環(huán)境中的腐蝕行為會受到越來越多的關(guān)注。牙科金屬的腐蝕，不但使其機械性能有所下降，還可能會威脅人體健康。牙科臨床醫(yī)師在選擇金屬種類時，主要考慮其生物相容性。探索一種耐腐蝕性強、使用壽命長的牙科金屬材料，將會是所有科研工作者的奮斗目標。

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2013-07-08）

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