唾液与钴铬基牙科合金的相互作用

点击量:532 发布时间:2021-10-28 作者:状迈(上海)增材制造技术有限公司

    介绍
     自20世纪以来,合金一直被用于骨科医学,并因其力学和物理性能而被用于牙科医学。另一方面,由于经济原因,珍贵的合金(如金合金)很少被使用,而非珍贵的合金在牙科领域的使用逐渐增加。非珍贵合金的主要优点是表面被动氧化层,在口腔内提供生物相容性和耐腐蚀性[1]。口腔的酸性介质和唾液成分的变化影响口腔[2]中牙科合金表面的行为。
     当材料作为修复结构[3,4]引入口腔时,唾液中释放的产物代表了腐蚀问题。用于铸造修复零件的商业牙科合金具有较高的生物相容性性能[5]。
     cocr基合金因其耐腐蚀性和与牙科陶瓷作为美学组件[6]的兼容性而被用于牙科领域。一开始,cocr基合金含有钼(钼),为铸造提供了良好的材料流动性,但随着时间的推移,它被取代或与W(狼屑/钨)结合,在铸造合金后增加了非常好的防腐性能[7-9]。
    根据文献,人工唾液(AS)可以用林格尔溶液取代,用于测试各种合金的腐蚀行为。可在室温下保存,pH值为6.8。该解决方案也用于实验室测试产品,也用于药物治疗[10]。本研究的目的是测试人工唾液中五种商业cocr基合金(W和Mo)氧化后的电化学行为和表面表征。
   
     材料和方法
     五种商用cocr基合金的成分见表1。从牙科市场购买的基于cocr的合金被转化为盒式样品盘,阿里膜(A)为0502cm²,圆柱形支架进行电接触。表1中列为0-S的合金(占0%wt的合金样品。W),8-S(铸造合金样品占8%。W),10-S(铸造合金样品占10%。W),15-S(铸造合金样品占15%。W)和16,4-S(铸造合金样品占16.4%。对W)进行分析。将罐式样品浸入林格溶液中,组成为氯化钠8.6g、0、33g氯化钙、0、3g氯化钾、平衡水。
 
表1:不同Mo和W含量的CoCr基合金的化学成分(wt%)。

基于CoCr的合金 C Co % wt. Cr % wt. Mo % wt. W % wt. Si % wt. 其他%wt。
Alloy 0-S 59,5 31,5 5 0 2 Ce, Fe, Mg
Alloy 8-S 63 24 2,9 8,1 1,1 Nb
Alloy 10-S 59 25 4 10 1 Mn,N
Alloy 15-S 55,2 24 0 15 1 Mn,N
Alloy 16.4-S 54,1 20 0 16,4 1,5 Mn, Nb, Fe

 
     这些碎片是作为电化学电池中作为工作电极(WE)进行电化学行为测试的。分析采用电化学实验室VoltalabPGZ100进行,结果采用伏尔体4专用软件进行处理。制备了cocr基合金工作电极作为铸造盘。此外,我们在23ºC处使用了参考电极(RE-Ag/AgCl)、反电极(CE-Pt)和电解液(硫酸0,1N)。该单元格(图1)与VoltalabPGZ100连接。
唾液与钴铬基牙科合金的相互作用
图1:含20mlRinger溶液(a)的电化学电池、电极插入的制备(b)、工作过程中的电化学电池(c)。
 
      在人工唾液中对CoCrMo合金(CoCrMoS)、CoCrMoW合金(8S、10S)和CoCrW合金(15S、16、4S)进行了测试。第一次测试是为了测量合金在电解液体中形成表面无源层的趋势,在开路电位(OCP)中,作为防腐反应。测量开路电位120分钟,评估曲线方面和电位达到0mV值的趋势。
 
     其次,对铸式样品进行喷砂,进行机械加工,得到镜面。样品表面在P300(IvoclarCo.)可编程的具有真空设置容量的烘箱中被热氧化。然后,制备壳式合金样品进行扫描电子显微镜(SEM)。
     
      结果
     将CoCrW合金和CoCrMoW合金的CoCrMo合金开路电位曲线与其他两条交叉电流曲线进行了比较(图2)。
唾液与钴铬基牙科合金的相互作用图2:5种W和Mo的牙科商业cocr基合金的开路电位测量。
 
     所有cocr基合金的开路电位曲线范围从负电位到走向正值的趋势。每种合金在120分钟内的电势的变化显示出线性和抗腐蚀趋势。在120分钟内施加的电势(mV)值如表2所示。
 
表2:CoCr合金表面的电势。

Alloy E0 ( T 0 = 0min ) mV E120 ( T120=120 min ) mV ∆E mV
0-S -443,62 -220,75 222,87
8-S  -295,31  -83,12 212.19
10-S -351,87 -95,00 256,87
15-S -256,37 -88,56 167,81
16,4-S -351,50 -186,31 165,20

 
      在捕获的扫描电镜图像中可以看到氧化物被动层形成的不同方面(图3-5)。扫描电镜图像揭示了三种不同CoCr基合金氧化后产生的氧化物被动层的密度和形貌。
图3:扫描电镜图像:0-S合金上的氧化物层。a.CoCrMo–0%wt.W(x20000);b.CoCrMo–0%wt.W (x50000);
唾液与钴铬基牙科合金的相互作用图4:扫描电镜图像:10-S合金上的氧化物层。a.CoCrMoW–10%wt.W(x20000);b.CoCrMoW–10%wt.W (x50000);
 
唾液与钴铬基牙科合金的相互作用图5:扫描电镜图像:15-S合金上的氧化物层。a.CoCrW–15%wt.W(x20000);b.CoCrW–15%wt.W (x50000);
 
     

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