口腔修复合金材料的理化特性及临床应用评价

【摘要】 探讨口腔修复合金材料的理化特性，并且观察口腔修复合金材料的临床效果。目前，医疗中常用的修复口腔合金材料主要为镍铬合金、钴铬合金和钛合金。耐腐蚀性是临床选择的一个重要的依据，金属的腐蚀分为3类，分别为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。材料表面的粗糙程度是影响材料表面黏附性的主要原因，个人的口腔习惯也对材料表面的黏附性有着重要的影响。本文对口腔修复材料的种类、表面粗糙程度和耐腐蚀性等对治疗的影响以及材料的毒性与过敏性进行探讨，研究出更为适合的口腔修复材料。

【关键词】 口腔； 合金材料； 修复

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2013.35.071

口腔修复技术和修复材料的发展随着医学技术的发展不断改进，如今，口腔修复的水平更成为了一个国家医学现代化的重要指标。随着医学技术的不断发展，合金类口腔修复材料成为口腔修复中的一种重要材料。并且随着研究的进行，合金材料也逐渐增加。口腔修复医师应该正确地使用合金类材料，严格把握患者的禁忌证和适应证。在对修复材料进行选择时，要全面了解材料的特性、优缺点和材料的费用。

1 口腔修复合金材料种类和应用

1.1 贵金属合金材料 合金材料是临床应用中一种常见的金属材料，较为常用的合金材料有贵金属合金材料和非贵金属合金材料[1]。贵金属合金材料是指贵金属的质量分数≥75%，贵金属合金材料耐腐蚀、生物相容性较好、铸造性好而且材料色泽良好。主要的贵金属包括Cu、Ag、Pd、Pt、In、Zn。铂金属有提高系统强度和增加稳定性的特点，钌是晶体细化粒，锌有氧化和成渣的作用，多种元素的合金有着更有意的性能。贵金属材料主要使用于烤瓷熔附金属修复体、牙冠、嵌体、杆和附着连接体，活动部分托牙。如今，人们对牙科合金材料越来越重视，更多的人开始选择贵金属合金材料修复口腔。

1.2 半贵金属材料 根据ISO8891标准规定，半贵金属中的贵金属质量分数在25%～75%之间，该合金中用银、铜、钯等元素代替部分的金、铂元素。半贵金属材料的价格低于贵金属材料，同时半贵金属材料还保持着贵金属材料良好的机械性能，但半贵金属的生物相容性要低于贵金属材料，在临床应用中较少。

1.3 非贵金属合金材料 非贵金属合金材料有镍铬合金、钴铬合金和钛合金。钛材料生物相容性较好，耐腐蚀性极强，而且它还有适宜的机械强度，资源丰富和价格低廉等优点。但钛材料也有较多的缺点，例如断裂强度较低，耐磨损性较差，使用寿命较短和铸造条件要求较高等。尽管钛材料有较多的缺点，但钛合金材料也已经在牙冠桥、基托、牙体种植体等方面取得了良好的效果[2]。钛合金在经过适当的热处理后可获得更高的强度和更好的韧性，例如在钛合金表面进行热扩散处理能够使其始终保持较高的强度。临床应用中的的钛合金主要为Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Fe和Ti-6Al-5Nb合金，这些合金基本靠进口。目前经过长期研究也有部分钛合金有望成为新的口腔修复材料。Ti-Mo合金是有望成为修复材料的一种合金，它的维氏硬度为451，抗压强度为1636 MPa，压缩率为22.5%，抗压弹性模量为29.8 GPa，抗弯强度为1432 MPa，该合金有着良好的塑性，性能优异。镍铬合金和钴铬合金的熔点较高，价格较低，机械性能较好，但是这两种合金的生物相容性较差，应用中表现出过敏性和毒性，所以正被别的合金材料所取代。

2 口腔修复材料的耐腐蚀性

耐腐蚀性是医师选择材料的又一个重要依据。金属的腐蚀有根据腐蚀情况原理分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。口腔内是一个较为复杂的电解质场所，多种物质的反应会残生酸性物质，而酸性物质会对金属材料的腐蚀性造成不良影响[3]。贵金属材料化学性质稳定，耐腐蚀；但非贵金属的耐腐蚀性则较差，尤其在在酸性的环境下，金属会加速腐蚀。在pH=3.8时，即使是高惰性的Pd也会溶解析出。贵金属元素、惰性元素和容易形成氧化膜的元素耐腐蚀性较好。也有科学家研究发现，刷牙应力会使金属的耐腐蚀性降低，而牙膏和酸性溶液结合会影响合金材料的耐腐蚀性[4]。刘丽等科学家采用恒电位测量极化法对钛合金材料、金合金材料和镍铬合金的耐腐性。测量3种合金材料在不同pH值唾液中自腐蚀电位、自腐蚀电流密度、极化电阻的情况。结果显示贵金属合金材料的耐腐蚀性最好，其次是钛合金，最后是镍铬合金。而且所有金属随着酸性增强，耐腐蚀性下降。见表1。

表1 三种合金在不同pH值唾液中的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度、极化电阻情况

合金 自腐蚀电位

（mV）

自腐蚀电流密度

（nA/cm2）

极化电阻

（kΩ/cm2）

pH=6.8 pH=5.5 pH=6.8 pH=5.5 pH=6.8 pH=5.5

金合金 -32.45 26.10 124.35 523.65 166.45 53.20

钛合金 -202.10 -125.32 607.08 2011.70 28.60 14.90

镍铬合金 -333.83 -233.08 1716.30 2424.20 8.15 8.13

科学家对金属材料的粗糙度进行试验[5]，以此研究金属材料的耐腐蚀性。结果显示纯钛的耐腐蚀性最好，在酸性或碱性环境中都能保持较好地耐腐蚀性。3种材料的耐腐蚀性由大到小依次为纯钛合金、钴铬合金、镍铬合金。见表2。

表2 人工唾液浸泡前后各组材料表面粗糙度Ra值（x±s）

组别 纯钛金属 钴铬合金 镍铬合金

浸泡前 0.018±0.002 0.016±0.001 0.018±0.002

PH5.6组 0.112±0.018 0.461±0.241 1.453±0.251

PH7.0组 0.084±0.038 0.090±0.073 1.001±0.169

3 口腔修复合金材料粗糙度的影响

修复材料是影响微生物在材料表面附着的关键因素。粗糙表面上的刻痕和沟纹等有缺陷的部位是难以清除的细菌黏附部位[6]。除了材料的表面光滑程度外，pH值和口腔中的电化学腐蚀也对粗糙度造成一定的影响。口腔修复合金材料可能会与口腔组织紧密结合数十年，和周围物质会发生多种反应而造成腐蚀。由于表面被腐蚀，表面不在光滑，细菌容易在表面聚集，影响口腔卫生，降低舒适度[7]。扫描电镜显示，微生物在表面聚集后会向周围扩散。这是因为与粗糙面接触的细菌较难被清除，而且粗糙的表面增加了细菌与材料的接触面积。因此，提高材料表面的光滑程度，可以减少细菌的依附，是提高修复率的重要步骤。

4 口腔修复合金材料的过敏性和毒性

在口腔环境中，不同的金属游离子会引起机体的不同的反应，导致过敏，当游离子达到一定程度是可能会导致细胞代谢瘫痪[8]。贵金属发生过敏和毒性的案例较少，而非贵重金属耐腐蚀耐腐蚀性较差，产生过敏和毒性的金属较多。材料腐蚀会释放金属离子，而产生的金属离子有可能与内源性的蛋白质相结合，从而产生一种会激活人体免疫系统的金属-蛋白质复合物，最终导致过敏反应的发生。科学家报道过患者经过镍铬烤瓷冠修复后会出现口干、口腔存在烧灼感等诸多过敏反应[9]。产生的过敏反应通过治疗可以使其消失，采用重金属合金材料修复则不会产生过敏反应。

当在某些区域金属离子浓度过高时，金属离子通过降低细胞的代谢功能而影响细胞的繁殖功能[10]。现在医学测试口腔修复材料的细胞毒性有多种方法，例如同位素标记法、四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法（MTT）等[11]。其中四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法具有简便。快速、精确等多种优势，因此此方法已经广泛应用于细胞毒性的测量。医学家曾将2种自行研制的材料采用MTT法进行测定，经过研究分析发现：2种合金的细胞毒性分别为0级和1级，生物相容性良好[12]。

综上所述，口腔修复材料众多，各有利弊。对于医疗工作者来说，选择有效、经济和使患者满意的材料是一项重要的工作。虽然开发出了某些新型修复合金，但其临床修复效果还有待于进一步考证。

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（收稿日期：2013-05-08） （本文编辑：蔡元元）