口内环境中对澳丝机械性能衰减的研究

张雪楠 郑嵘 吴立鹏

摘 要：目的 探究澳丝在口内环境中使用一段时间后，对其机械性能及表面形貌的影响。为临床上寻找合理的更换时机提供参考。方法 选择0.014英寸、0.016英寸两种不同型号的澳丝，分别在口内使用1～5个月。使用后回收作为样本，分别检测其机械性能及表面形貌并与新弓丝进行比较。结果 0.014、0.016英寸两种尺寸的澳丝在口腔中使用长达5个月后其弹性较新丝相比，差异无统计学意义（P>0.05）。但扫描电镜显示，澳丝在口内使用状态下，随着使用时间的延长，其表面发生了明显的腐蚀现象。结论 在口内使用长达5个月的时间内澳丝可以保持良好的弹性，但随着使用时间增长，弓丝表面变得粗糙。

关键词：澳丝；弹性；表面形貌

中图分类号：R783.5 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.09.038

文章编号：1006-1959（2018）09-0123-03

Abstract：Objective To explore the effect of Australian silk on its mechanical properties and surface topography after a period of time in oral environment.It provides reference for finding reasonable replacement time in clinic.Methods Choose 0.014 inches and 0.016 inches of two different types of Australian silk，respectively，for 1～5 months in mouth.After recycling，the mechanical properties and surface morphology of the samples were measured and compared with the new archwires.Results There was no significant difference in elasticity between two Australian wires of 0.014 and 0.016 inches after being used in oral cavity for up to 5 months compared with that of new silk（P>0.05）.But scanning electron microscope showed that the surface of Australian silk was corroded obviously with the prolongation of time.Conclusion Australia silk can maintain good elasticity after oral use for 5 months，but the surface of arch silk becomes rough with the increase of service time.

Key words：Australian silk；Elasticity；Surface morphology

近年来，错颌畸形的患病率明显增高[1]。伴随着固定矫治器在世界范围内被广泛用于错颌畸形的治疗，矫治弓丝作为固定矫治最重要的组成部分之一，得到越来越多学者的广泛重视和研究[2]。40年代初wikock公司研制出了高强度不锈钢丝，被称为澳大利亚特种不锈钢丝，简称澳丝。它的特点是屈服点高，可以较长时间保持初始力值，较硬但弹性很好。腐蚀现象不仅会影响美观和卫生的维护，也会影响弓丝的性能，增加医生对合适矫治力的判断难度[3]。因此，正确的理解口内使用过程中腐蚀对弓丝的影响是合理运用矫治力以产生最适合的生理性牙齿移动的必然要求。本实验主要探究的是澳丝在口腔应用条件下其弹性及表面形貌的时效变化，以便临床中更好的掌握更换时机。

1材料与方法

1.1材料选取 同一种品牌的澳丝（wikock公司生产）用于佳木斯大学口腔医学院及泰山医学院正畸门诊患者，矫治过程中选用0.022英寸的不锈钢标准方丝弓托槽，并用不锈钢结扎丝结扎弓丝。在定期复诊患者中，选用新的原始的0.014、0.016英寸两种标准尺寸的澳丝，并于使用第1～5个月后回收各10根以用作研究，回收后立刻用蒸馏水冲洗弓丝上的松散残渣，并将弓丝放入塑料密封袋中进行保存。选取患者的标准是相似的年龄间隔和错牙合类型。回收弓丝时是应记录以下变量：①患者姓名；②放置弓丝的日期；③弓丝横截面和放置时的弓形；④弓丝移除日期。

1.2方法

1.2.1弹力测试 选用佳木斯大学微机控制电子万能实验机（Model No. WDW-10E； Serial No.192， Made in China P.R.）进行实验。将每一弓丝一端均于尖牙处截断，获得尖牙远端相对平直的区域。每组弓丝各截取十根，获得样本量n=10。以三点弯曲实验检测矫正牙弓丝的变形程度（应变）与弓丝产生的力量（应力）之间的关系及其差异大小。参考美国正畸弓丝ISO标准（15841：2006），实验在室温即（23±2）℃下進行，本实验弓丝两端呈自由状态，两端支持体间跨距为10 mm，连接杆的加卸载速度为5 mm/min，压头置于弓丝中点使弓丝挠曲变形，将加载力0 N作为挠曲位移的起始点。弓丝最大挠曲量为2 mm。通过三点弯曲试验软件，将每个样本获得的载荷-位移曲线显示于试验机相连的计算机上。比较得出随着使用时间的延长弓丝弹性的的变化，三点弯曲实验测力装置，见图1。

1.2.2表面形貌 观察每组弓丝均以 95% 酒精配合超声震荡机清洁干燥，截取弓丝末端包括进入颊面管的部分作为检测样本。在扫描电镜（日立S3400N）下进行观察。

1.3统计学方法 结果采用MS Excel进行数据整理与绘图，IBM SPSS23.0统计软件进行数据分析，计量资料采用（x±s）表示，多组间计量资料比较采用单因素方差分析，事后两两比较采用SNK法，α=0.05为统计基准，P<0.05表示差异有统计学意义。

2结果

2.1三点弯曲实验测试 结果0.014英寸和0.016英寸的澳丝，在使用1～5个月后的卸载力-位移曲线显示，见图2，同位移量时产生的力值与未使用的澳丝相比无统计学差异，以0.014英寸组为例其不同位移时的力值，见表1。

2.2扫描电镜观察结果 扫描电镜下观察发现，使用5个月后的0.014英寸的澳丝与未使用过的0.014英寸的澳丝相比其表面有许多划痕和不规则凹陷，且随着使用时间的延长越加杂乱无章、粗糙明显。见图3。0.016 英寸澳丝的电镜表面结构与0.014 英寸澳丝的表现相似。

3讨论

口腔内的復杂环境，会引起弓丝腐蚀现象[5，6]的发生。临床医师须知材料腐蚀现象对于口内使用的弓丝的有效性和可靠性的影响。姚森、张伶军[7]等学者表明澳丝在打开咬合方面为首选。有研究显示[8]，NITI丝在口内会产生腐蚀现象，但澳丝在相关方面的研究还不完善。既往实验是在实验室模拟口腔环境，不能展示口内的真实情况，与之相比，本实验试图研究腐蚀现象对材料表面形貌和弹性方面的影响，直接对口内回收的弓丝进行研究，我们可以观察到口腔内暴露环境的综合多因素影响是否会导致弓丝性能的改变。

本实验结果显示，0.014英寸澳丝及0.016英寸澳丝在口内应用时，尽管在复杂的口腔环境中会受到许多因素影响，但是在使用1～5个月后，弹性的变化无统计学差异，说明两种澳丝在口腔内使用1～5个月期间内一直保持有足够弹性。扫描电镜显示，澳丝在口内使用状态下，随着使用时间的延长，其表面逐渐变得粗糙、凹凸不平、发生了明显的腐蚀现象。扫描电镜的结果显示弓丝在使用过程中表面粗糙度明显增大，表面形构发生了显著的改变。

综上所述，在口内使用长达5个月的时间内澳丝可以保持良好的弹性，对于各种弯制的矫治弹簧曲的局部调节及覆颌的整体调节有长期而稳定的效果。但是由于在口腔内受到咀嚼力、菌斑食物残渣堆积、矫治力作用等因素影响，随着使用时间增长，弓丝表面变得粗糙，对于牙齿在移动过程中移动效率及支抗的控制是不利的。因此，掌握合理的更换时机十分重要。并且除保持良好的机械性能外，在澳丝生产过程中的表面处理，光洁度、耐磨损等方面也应该引起足够重视。

参考文献：

[1]王震，祝军.青少年错颌畸形不良影响及患病现状研究[J].新疆中医药，2017，35（02）：76-78.

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[3]李娟，陈启林，徐小明，等.正畸合金丝在人工唾液中腐蚀行为的电化学研究[J].临床口腔医学杂志，2014，30（10）：596-599.

[4]张玉华，梁甲兴，林立. 结扎方式与结扎力对托槽-弓丝-结扎丝结构摩擦力的影响[J]. 福建医药杂志，2002，24（4）：29-30.

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[6]罗小安，林珊.正畸不锈钢弓丝的腐蚀与防腐蚀[J].口腔材料器械杂志，2007（03）：147-149，167.

[7]姚森，张伶军，王国萍.不同正畸钢丝的机械性能测试比较及临床意义[J].现代口腔医学杂志，2000，14（2）：92-93.

[8]潘晓婧，栗震亚，冉海群，等.口腔正畸用镍钛弓丝的腐蚀性及防腐蚀[J].中国组织工程研究与临床康复，2011，15（38）：7185-7188.

收稿日期：2018-12-26；修回日期：2018-1-15

编辑/李桦