唾液与钴铬基牙科合金的相互作用
点击量:717 发布时间:2021-10-28 作者:恒行娱乐(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。
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)。
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);
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);
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);