義齒清潔劑對(duì)3種活動(dòng)義齒鑄造支架常用金屬腐蝕作用的研究

李婷，丘洪添，黃曉紅

南方醫(yī)科大學(xué)深圳口腔醫(yī)院，廣東深圳 518001

對(duì)于活動(dòng)義齒使用者而言，要想長(zhǎng)期維持義齒功能美觀、口腔衛(wèi)生健康，義齒的充分清潔尤其重要。義齒清潔劑由于其方便快捷以及有效的去菌能力已經(jīng)得到廣泛使用和推廣。然而，清潔劑在有效發(fā)揮去菌能力的同時(shí)，對(duì)義齒各組成部分的使用性能均會(huì)產(chǎn)生或多或少的影響[1-3]。2016年4—8月于南方醫(yī)科大學(xué)深圳口腔醫(yī)院將鈷鉻合金、Vitallium2000+鈷鉻鉬合金、純鈦3種試件各10件分別浸泡于義齒清潔劑保麗凈以及對(duì)照組自來(lái)水中。該實(shí)驗(yàn)通過(guò)電化學(xué)方法，模擬口外義齒清潔劑對(duì)義齒支架鑄造用鈷鉻合金、鈷鉻鉬合金、純鈦金屬的電化學(xué)腐蝕行為，并用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察實(shí)驗(yàn)前后試件表面形貌的變化，分析對(duì)比3種不同支架金屬對(duì)義齒清潔劑的耐腐蝕性，為臨床指導(dǎo)患者選擇清潔方式提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 材料及設(shè)備

鈷鉻合金（德國(guó)Bego公司），純鈦（日進(jìn)齒科材料有限公司），Vitallium2000+鈷鉻鉬合金（美國(guó)Densply公司），電化學(xué)測(cè)量?jī)x（Potentiostat/Galvanostat Model 283,EG&G，美國(guó)），Struers labopol-6型研磨拋光儀（上海斯特爾國(guó)際貿(mào)易有限公司），全自動(dòng)恒溫加熱器（揚(yáng)州市中日電器設(shè)備有限公司），保麗凈假牙清潔片（葛蘭素史克日用保健品有限公司，美國(guó)）。

1.2 試件制備

失蠟鑄造法制作10 mm×10 mm×1 mm的鈷鉻合金、純鈦合金試件各10件，測(cè)試面依次用600#、800#、1000#、1200#金相砂紙逐級(jí)打磨拋光。然后在無(wú)水乙醇中超聲清洗蒸餾水沖洗，烘干。隨機(jī)將各試件分為2組，每組5個(gè)待用。

1.3 實(shí)驗(yàn)介質(zhì)及分組

泡騰片型義齒清潔劑使用40℃150 mL自來(lái)水浸泡，待片劑完全溶解后放置室溫22℃使用,pH值6.7。對(duì)照組為自來(lái)水，pH值7.1。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

試件為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，碳棒為輔助電極，電解質(zhì)為測(cè)試溶劑，將各電極完全浸入電解質(zhì)中，曲線電壓范圍設(shè)置為-2.5～2.5 V，掃描速度為1 mV/s，記錄Tafel曲線。每測(cè)試一個(gè)試件換一次電解質(zhì)。最后用SEM觀察試件表面形貌變化。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法

采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與處理，對(duì)收集所得的各個(gè)變量數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素方差分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 Tafel曲線

鈷鉻合金、鈷鉻鉬合金、純鈦在清潔劑和自來(lái)水中的極化曲線見圖1、圖2、圖3，縱坐標(biāo)為掃描電壓，橫坐標(biāo)為所測(cè)電流，每條曲線都由上下兩條曲線交叉而成，其下方為曲線的陰極支,上方為陽(yáng)極支，相交處對(duì)應(yīng)的電壓就是金屬在該溶劑中的自腐蝕電位。自腐蝕電位值和自腐蝕電流值見表1，由表1可看出，鈷鉻合金在清潔劑中的Ecorr最負(fù)，在自來(lái)水中Icorr最大；純鈦在自來(lái)水中的Ecorr最正，在清潔劑中的Icorr最小。3種金屬在對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組中的Ecorr、Icorr值統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表 2，由表 1、表 2可知 Ecorr：鈷鉻合金＜鈷鉻鉬合金＜純鈦，實(shí)驗(yàn)組清潔劑＜對(duì)照組自來(lái)水；Icorr：鈷鉻合金＞鈷鉻鉬合金＞純鈦,清潔劑與自來(lái)水Icorr差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1 鈷鉻合金在清潔劑和自來(lái)水中的極化曲線圖

圖2 鈷鉻鉬合金在清潔劑和自來(lái)水中的極化曲線圖

表1 種金屬在對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組中的自腐蝕電壓、自腐蝕電流密度值(±s)

表1 種金屬在對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組中的自腐蝕電壓、自腐蝕電流密度值(±s)

指標(biāo)自腐蝕電位 Ecorr（mV）自腐蝕電流 Icorr（A）鈷鉻合金+自來(lái)水組鈷鉻合金+清潔劑組鈷鉻鉬合金+自來(lái)水組 鈷鉻鉬合金+清潔劑組 鈦+自來(lái)水組-47.263±10.657 98.199±17.421-72.933±15.367 93.537±14.942 119.687±31.450 81.886±12.471 112.206±23.064 73.327±15.315 160.677±18.606 26.249±7.894鈦+清潔劑128.225±8.824 25.535±14.738

圖3 純鈦在清潔劑和自來(lái)水中的極化曲線圖

表2 各組試件方差分析結(jié)果

2.2 SEM結(jié)果

3種材料實(shí)驗(yàn)前后的SEM結(jié)果見圖4。由圖可見鈷鉻合金、鈷鉻鉬合金、純鈦3種支架金屬實(shí)驗(yàn)前表面為高度拋光的均衡劃痕。3種金屬在經(jīng)過(guò)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組溶劑電化學(xué)腐蝕后均出現(xiàn)了不同程度的腐蝕孔和裂痕，其中純鈦表面最光滑，腐蝕坑少且淺，鈷鉻合金有大量較深的腐蝕孔，鈷鉻鉬合金經(jīng)過(guò)腐蝕也出現(xiàn)了一些腐蝕凹陷但較鈷鉻合金程度小。清潔劑實(shí)驗(yàn)組與自來(lái)水對(duì)照組相比，孔蝕點(diǎn)更加密集且相對(duì)較大。

3 討論

義齒清潔劑是一種用以清潔，消毒活動(dòng)局部義齒和全口義齒的化學(xué)洗滌劑，目前已得到廣泛的應(yīng)用[4]。同時(shí)它也是一種有機(jī)溶劑會(huì)對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕作用，表現(xiàn)為金屬失去光澤、變形，表面出現(xiàn)剝脫，光滑度下降，輕者會(huì)使患者佩戴滿意度降低，義齒壽命縮短；重者，游離的金屬離子進(jìn)入口內(nèi)，危害義齒生物相容性[5]。自腐蝕電位(Ecorr)是一個(gè)特定的腐蝕體系在沒有外加電流的情況下測(cè)得的金屬電位，它主要反映金屬表面狀況和熱力學(xué)穩(wěn)定性。根據(jù)電化學(xué)理論，Ecorr越負(fù)，合金的腐蝕傾向越大，Ecorr越正，腐蝕傾向越小。腐蝕電流Icorr越大，表示腐蝕速度越快，耐腐蝕性越差，Icorr越小，表示金屬耐腐蝕性越好[6]。該該實(shí)驗(yàn)選取了臨床常用的3種支架金屬材料為實(shí)驗(yàn)試件，其中Vitallium2000+鈷鉻鉬合金與鈷鉻、純鈦支架相比，它有更好的彈性和延展性、鑄造成功率高等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)選擇了自來(lái)水作為對(duì)照組，因?yàn)榕R床實(shí)際中患者未配戴義齒時(shí)一般要求將義齒放入自來(lái)水中浸泡。

圖4 各組實(shí)驗(yàn)腐蝕前后掃描電鏡照片

由表1、表2可知，Ecorr純鈦＞鈷鉻鉬合金＞鈷鉻合金且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P=0.000），Icorr純鈦＜鈷鉻鉬合金＜鈷鉻合金亦差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000），電鏡掃描純鈦表面最光滑，腐蝕坑也少而淺說(shuō)明純鈦具有較好的耐腐蝕性。李惠玲等人[7]也實(shí)驗(yàn)對(duì)比了純鈦、鈷鉻合金、含鈦鎳鉻合金3種金屬的耐腐蝕性，純鈦雖然沒有獲得典型的Tafel曲線但通過(guò)對(duì)比3種合金SEM結(jié)果純鈦表面光滑度無(wú)改變，無(wú)任何腐蝕孔、隙等出現(xiàn)亦得出結(jié)論純鈦穩(wěn)定性最好，和該文結(jié)果一致。雖然鈦是一種很活潑的元素，但在空氣中時(shí)表面能快速形成一層致密的氧化膜，主要為TiO2，這層保護(hù)膜為半導(dǎo)體，具有較大的電阻，對(duì)機(jī)械損傷有強(qiáng)的自愈力，使得在一定電壓下其電流密度隨電壓變化而變化得很小[8]。 Vitallium2000+鈷鉻鉬合金鈷（Co）、鉻（Cr）、鉬（Mo）、硅(Si)、錳(Mn)的含量分別為 63.4%、29.0%、5.2%、0.5%、0.65%，與傳統(tǒng)鈷鉻合金相比，提高了Cr和Mo的含量。其中Si，Mn能清除合金熔化時(shí)的氧化物,增加金屬流動(dòng)性能，Co可增加合金強(qiáng)度和硬度，Cr可提升使合金抗腐蝕性能，Cr,Mo的含量高從耐腐蝕性的角度講更為安全，他們可降低合金的腐蝕，降低離子析出，促進(jìn)金屬表面鈍化氧化層的形成，該氧化層具有良好的耐腐蝕性，并且即使該氧化層受到破壞，鉬也能及時(shí)修復(fù)[9-10]。

由結(jié)果可知金屬試件在清潔劑中的腐蝕性和腐蝕速度大于自來(lái)水組。這有可能是因?yàn)榍鍧崉┡蒡v片所產(chǎn)生氧化泡沫散開，使金屬表面失去氧化物保護(hù)，直接與義齒清潔劑接觸。另外，清潔劑中一些活性成分也會(huì)破壞金屬表面氧化膜，從而發(fā)生腐蝕反應(yīng)。其次，在腐蝕反應(yīng)中，介質(zhì)的pH值對(duì)腐蝕速度也是有影響的，它的影響是多方面的。對(duì)于腐蝕系統(tǒng)，陰極過(guò)程為氫離子的還原過(guò)程，則pH值降低（即氫離子濃度增加）時(shí)，一般來(lái)說(shuō)有利于過(guò)程的進(jìn)行，從而加速了金屬的腐蝕[11]。然而，pH值的變化又會(huì)影響到金屬表面膜的溶解度和保護(hù)膜的生成，也會(huì)影響到金屬的腐蝕速度[12]。該實(shí)驗(yàn)介質(zhì)均接近中性，對(duì)腐蝕結(jié)果無(wú)較大影響。

4 結(jié)論

綜上所述，3種金屬的穩(wěn)定性純鈦?zhàn)詈茫掋t鉬合金次之。在條件允許的情況下，活動(dòng)義齒最好選擇這兩種支架金屬。另外，因義齒清潔劑對(duì)義齒支架金屬存在一定腐蝕作用，作為日常清潔義齒使用時(shí)盡量按使用說(shuō)明控制好浸泡時(shí)間。