四种齿科合金在苹果醋中的离子析出研究

郝霞莉 杨永环 孙小莉 河南省医疗器械检验所 （河南 郑州 450003）

内容提要： 用电感耦合等离子体发射光谱法测定了四种齿科合金在苹果醋中析出金属离子的种类和数量，探讨合金种类和浸泡时间对金属离子析出量的影响，为各类合金耐腐蚀性能的比较提供一定的实验依据。

牙科合金因其理想的物理机械性能运用于临床已有几十年的历史[1,2]。口腔是一个复杂的液态环境，口腔内合金修复体会因食物摩擦、pH改变而不断析出金属离子。牙科铸造合金在口腔内可能导致的不良生物学反应几乎都是因合金金属离子的释放而引起的。当析出量超出人体生理耐受量时便会引起人体局部或全身损害。合金离子析出量的体外定量检测是研究合金生物相容性的手段之一，长时间段的离子析出量的确定更有利于预测某一种材料的生物相容性[3]。

由于口腔环境的特殊性和每个人的不同饮食喜好均会造成口腔微环境的改变，使金属材料发生腐蚀。体外定量检测齿科合金腐蚀用的浸泡液多为生理盐水和人工唾液等[4]。国内外对于齿科材料中金属离子在食品中的析出情况研究的并不是很多，故本实验采用常喝的饮品苹果醋作为浸泡液，在不同时间段采用电感耦合等离子体发射光谱法测定四种常用的齿科合金材料（镍铬合金、钴铬合金、钛和钛合金）在苹果醋中的离子析出情况。

1.材料与方法

1.1 材料与仪器

材料：苹果醋（厂家：新乡市昊莱福饮品有限公司），pH为2.72；钛和钛合金（厂家：宝鸡柏泰金属材料有限公司）；钴铬烤瓷铸造合金和镍铬烤瓷铸造合金（厂家：郑州艾特功能合金开发有限公司）。合金样块主要成分见表1。

表1. 合金样块主要成分

仪器设备：酸度计：SG8（厂家：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司）；超声波清洗机：SB-3200（厂家：上海必能信超声公司）；ICP-OES：7000-DV（厂家：美国PerkinElmer公司）。

1.2 方法

1.2.1 样块制备

样块打磨：每种齿科合金取2个样块，样块尺寸：直径8mm，高10mm，用牙科手机及打磨机打磨试件表面，除去表层氧化膜及部分油污，然后所有试件表面经180目、320目、400目、600目、800目耐水砂纸逐步磨光。

浸泡：打磨后样块用无水乙醇浸泡48h，蒸馏水冲洗后在60˚C烤箱内烘干备用。每种齿科合金平行做2个样，取8个50mL具塞比色管，比色管用5%的盐酸浸泡24h后刷洗干净，烘干。样块装入具塞比色管中，121˚C灭菌2h，装浸泡液30mL，然后置于37˚C恒温培养箱中。

取样及消解：浸泡15d后，取两个盛放浸泡液的比色管，从比色管中分别取5mL浸泡液于两个50mL EP管中。置于电加热板上加热，剩余少量液体时，加浓硝酸3mL，高氯酸1mL，反复加浓硝酸进行消解直至溶液澄清透明，最后用1%的硝酸定容至50mL，待测。其余浸泡30d、60d、90d后取样及处理同15d。

1.2.2 金属离子析出量测定

样块浸泡15d，30d，60d，90d后，取处理过的浸泡液进行离子测定。

2.结果

4种合金样块浸泡15d，30d，60d，90d后离子测定结果见表2。

3.讨论

表2实验数据显示，四种合金均有离子析出，各类合金离子析出量随时间推移而增加。

纯钛和钛合金两组实验数据进行比较，每个时间段测得的钛合金中钛的析出量均高于纯钛中钛的析出量，这可能是因为钛合金中铝含量较高，钛和较为活泼的铝构成原电池，加速了钛的析出，虽然纯钛中也含有较为活泼的铁，但铁含量仅为0.2%，相比于钛合金中铝的含量6.7%少了很多，因此纯钛中钛离子析出比钛合金中钛离子析出少。当浸泡第60天时，钛合金中的铝析出明显增多，当浸泡第90天时，铁析出量也增大很多，由于苹果醋pH为2.72，在此酸性的环境下，纯钛中的铁和钛合金中的铝析出量较多。虽然钛也是还原性较强的金属，但因为钛的表面容易形成致密的、钝性的氧化物保护膜，使得钛具有优良的抗腐蚀性。

在浸泡第15天时，钴铬合金中钴和镍铬合金中的镍析出离子较多，当浸泡第90天时，钴和镍离子也是析出最多的，从镍铬合金中镍和铬在浸泡的第15天和第30天的数据来看，其离子析出量增加很快，随着浸泡时间的增加，离子析出量缓慢增加，离子析出速度呈下降趋势。

钴铬合金和镍铬合金中铬的含量相差不大，从表2可以看出，钴铬合金中铬的析出量大于镍铬合金中铬的析出量。不同齿科合金中，同一元素在不同合金中所占的比重不一样，其离子析出量与其含量并没有线性关系，这与合金中其他元素含量有关。在单个合金中，比如钴铬合金，各类离子的析出量与其在合金中所占比重也并没有完全线性关系。

在苹果醋中，四种常用牙科金属材料耐腐蚀性进行比较，纯钛的腐蚀速度最慢，耐腐蚀性最好，镍铬合金的耐腐蚀性最差，镍铬合金与钴铬合金的腐蚀速度均较快。因此建议装有钴铬合金和镍铬合金义齿的人群，应尽量减少酸性饮料的饮用，且尽量选择耐腐蚀性能好的纯钛。

表2. 样块在苹果醋中不同时间段的离子析出量(μg/mL)