反复熔铸金铂烤瓷合金耐腐蚀性能的变化(3)

3 讨论 Discussion

据文献报道，在口腔湿润的环境、适宜的温度、复杂多变的pH值及口腔微生物作用下[6]，金瓷修复体会发生腐蚀，镍铬合金最易于发生腐蚀，钴铬合金次之，纯钛耐腐蚀性能最优[7]。一方面，腐蚀会造成铸件表面局部缺陷，导致应力集中和断裂；更重要的是，腐蚀导致释放的金属元素在长期接触组织后，会引起细胞毒性、炎症反应和过敏反应等不良反应[8]。因此，耐腐蚀性是决定烤瓷合金能否应用于临床的重要性能指标之一。课题组前期研究已发现，金铂烤瓷合金经过3次反复铸造后，1-3代金铂烤瓷合金的化学成分[2]、拉伸强度、0.2%屈服强度、延伸率及维氏硬度值等力学性能指标均未发生变化[3]。

实验旨在研究金铂烤瓷合金反复熔铸后耐腐蚀性能的变化，根据ISO:2011标准中牙科金属材料腐蚀实验方法[4]，采用了配制的腐蚀溶液作为浸泡液，主要成分为氯化钠和乳酸，这同时也是唾液的主要成分，pH值为2.35是为了模拟龈沟中的局部酸性环境，对合金为一更苛刻的环境。合金与介质接触时间的长短，是影响合金元素析出的重要因素，实验采取7 d是ISO:2011 标准中牙科金属材料腐蚀实验方法中对静态浸泡实验所规定的时间[4]，以模拟合金的短期抗腐蚀性能，为金铂烤瓷合金的重新回收利用提供参考依据。

3.1 反复熔铸对金铂烤瓷合金离子析出结果的影响 此次实验中，金铂烤瓷合金在pH值为2.35的浸泡液中浸泡7 d后，有Fe、In和 Sn金属离子析出，其中In的析出量占绝大部分，而合金中Au、Pt、Pd、Ag、Ir等高含量贵金属元素均未检测到，与Johnson等[9]、Bauci?等[10]的研究一致。此次实验未检测到贵金属离子，可能是因为贵金属较稳定，离子释放量很小，低于实验仪器的检测范围；而In、Sn和Fe元素较不稳定，容易发生腐蚀析出金属离子，因此能检测到。同时也说明从贵金属合金中释放的元素与合金组成并不呈比例，与Elshahawy等[11]的研究结论一致。此次实验中，各代金铂烤瓷合金之间的离子析出结果比较差异均无显著性意义。这是因为实验采用的是真空加氩气保护下的压力铸造方法，在一定程度上避免了在空气环境中离心铸造条件下 O、 N、 C等杂质元素混入、显微缩孔的增加，使得反复熔铸过程对金铂烤瓷合金的显微结构影响较小；同时，在反复熔铸过程中，对金铂烤瓷合金耐腐蚀性能起关键作用的Au、Pt、Pd等贵金元素没有发生明显变化，说明金铂烤瓷合金铸造性能较稳定。

3.2 反复熔铸对金铂烤瓷合金失重腐蚀速率的影响 大多数学者采用金属质量变化或者溶液中离子的浓度变化作为浸泡腐蚀方法的测量指标[12-13]。此次实验选择合金质量变化作为检测指标，失重法是检测合金腐蚀速率的基础，较为可靠。此次实验研究结果表明，金铂烤瓷合金经反复熔铸1-3次后，其失重腐蚀速率无显著变化，与离子析出结果一致。

3.3 反复熔铸对金铂烤瓷合金表面形貌、表面粗糙度的影响 牙科合金发生腐蚀后会形成粗糙的表面，可用粗糙度Ra值反映合金的耐腐蚀性。有学者指出合金表面粗糙度会影响合金的耐腐蚀性能，表面粗糙的金属会增加与体液接触的表面积，增加细菌黏附，促进金属元素的溶解，降低金属的耐腐蚀性能[14]。此次实验在浸泡前对所有试件进行打磨抛光，以保证试件的表面粗糙度尽可能达到一致。Ⅰ-Ⅲ代金铂烤瓷合金浸泡在pH值为2.35的浸泡液中7 d后，表面粗糙度均有增加，然而各代合金之间的表面粗糙度比较差异无显著性意义(P > 0.05)，即金铂烤瓷合金的反复熔铸对其粗糙度没有显著影响。Bollen等[15]认为合金表面粗糙度会影响口腔内微生物的黏附与定植，而表面粗糙度对细菌黏附和聚集影响的临界值是0.2 μm。此次实验中，各代金铂合金浸泡前后表面粗糙度值均小于0.2 μm，可以认为反复熔铸1-3次后金铂烤瓷合金熔铸的表面粗糙度仍可被临床接受，并且对菌斑黏附影响较小。

3.4 反复熔铸对金铂烤瓷合金表面自由能的影响 Knorr等[16]的研究表明，合金中贵金与非贵金成分含量影响其表面自由能。有研究认为基质的表面自由能影响微生物与材料的最初黏附，表面自由能低的微生物优先黏附在表面自由能低的基质上，而表面自由能高的微生物易在表面自由能高的基质上黏附[17]；也有研究表明，表面自由能越高材料的润湿性也越强，从而能加速细胞的黏附[18]。此次实验中，在浸泡之前，3代合金之间的表面自由能有显著差异，Ⅱ代和Ⅲ代合金的表面自由能比Ⅰ代合金增高(P < 0.05)，这可能是因为反复熔铸导致金铂烤瓷合金中的非贵金元素含量下降，使第Ⅱ代和第Ⅲ代合金的表面自由能发生改变。浸泡7 d后，3代金铂烤瓷合金的表面自由能较浸泡前均增加，但3代合金之间的表面自由能比较差异无显著性意义(P > 0.05)，则表明与浸泡前的金铂烤瓷合金相比，微生物更易黏附于浸泡后的表面，但微生物的黏附还与材料表面粗糙度相关。此次实验合金表面粗糙度均属于可被临床接受的范围，对微生物黏附影响较小。

文章来源：《腐蚀科学与防护技术》 网址: http://www.fskxyfhjszz.cn/qikandaodu/2021/0420/656.html