義齒清潔劑對3種活動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

南方醫科大學深圳口腔醫院，廣東深圳 518001

對于活動義齒使用者而言，要想長期維持義齒功能美觀、口腔衛生健康，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得到廣泛使用和推廣。然而，清潔劑在有效發揮去菌能力的同時，對義齒各組成部分的使用性能均會產生或多或少的影響[1-3]。2016年4—8月于南方醫科大學深圳口腔醫院將鈷鉻合金、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照組自來水中。該實驗通過電化學方法，模擬口外義齒清潔劑對義齒支架鑄造用鈷鉻合金、鈷鉻鉬合金、純鈦金屬的電化學腐蝕行為，并用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察實驗前后試件表面形貌的變化，分析對比3種不同支架金屬對義齒清潔劑的耐腐蝕性，為臨床指導患者選擇清潔方式提供實驗數據，現報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料及設備

鈷鉻合金（德國Bego公司），純鈦（日進齒科材料有限公司），Vitallium2000+鈷鉻鉬合金（美國Densply公司），電化學測量儀（Potentiostat/Galvanostat Model 283,EG&G，美國），Struers labopol-6型研磨拋光儀（上海斯特爾國際貿易有限公司），全自動恒溫加熱器（揚州市中日電器設備有限公司），保麗凈假牙清潔片（葛蘭素史克日用保健品有限公司，美國）。

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，測試面依次用600#、800#、1000#、1200#金相砂紙逐級打磨拋光。然后在無水乙醇中超聲清洗蒸餾水沖洗，烘干。隨機將各試件分為2組，每組5個待用。

1.3 實驗介質及分組

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

1.4 實驗方法

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，電解質為測試溶劑，將各電極完全浸入電解質中，曲線電壓范圍設置為-2.5～2.5 V，掃描速度為1 mV/s，記錄Tafel曲線。每測試一個試件換一次電解質。最后用SEM觀察試件表面形貌變化。

1.5 統計方法

采用SPSS 13.0統計學軟件對數據進行統計分析與處理，對收集所得的各個變量數據進行雙因素方差分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 Tafel曲線

鈷鉻合金、鈷鉻鉬合金、純鈦在清潔劑和自來水中的極化曲線見圖1、圖2、圖3，縱坐標為掃描電壓，橫坐標為所測電流，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,上方為陽極支，相交處對應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，在自來水中Icorr最大；純鈦在自來水中的Ecorr最正，在清潔劑中的Icorr最小。3種金屬在對照組、實驗組中的Ecorr、Icorr值統計結果見表 2，由表 1、表 2可知 Ecorr：鈷鉻合金＜鈷鉻鉬合金＜純鈦，實驗組清潔劑＜對照組自來水；Icorr：鈷鉻合金＞鈷鉻鉬合金＞純鈦,清潔劑與自來水Icorr差異無統計學意義。

圖1 鈷鉻合金在清潔劑和自來水中的極化曲線圖

圖2 鈷鉻鉬合金在清潔劑和自來水中的極化曲線圖

表1 種金屬在對照組、實驗組中的自腐蝕電壓、自腐蝕電流密度值(±s)

表1 種金屬在對照組、實驗組中的自腐蝕電壓、自腐蝕電流密度值(±s)

指標自腐蝕電位 Ecorr（mV）自腐蝕電流 Icorr（A）鈷鉻合金+自來水組鈷鉻合金+清潔劑組鈷鉻鉬合金+自來水組 鈷鉻鉬合金+清潔劑組 鈦+自來水組-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水中的極化曲線圖

表2 各組試件方差分析結果

2.2 SEM結果

3種材料實驗前后的SEM結果見圖4。由圖可見鈷鉻合金、鈷鉻鉬合金、純鈦3種支架金屬實驗前表面為高度拋光的均衡劃痕。3種金屬在經過對照組和實驗組溶劑電化學腐蝕后均出現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，鈷鉻鉬合金經過腐蝕也出現了一些腐蝕凹陷但較鈷鉻合金程度小。清潔劑實驗組與自來水對照組相比，孔蝕點更加密集且相對較大。

3 討論

義齒清潔劑是一種用以清潔，消毒活動局部義齒和全口義齒的化學洗滌劑，目前已得到廣泛的應用[4]。同時它也是一種有機溶劑會對金屬產生腐蝕作用，表現為金屬失去光澤、變形，表面出現剝脫，光滑度下降，輕者會使患者佩戴滿意度降低，義齒壽命縮短；重者，游離的金屬離子進入口內，危害義齒生物相容性[5]。自腐蝕電位(Ecorr)是一個特定的腐蝕體系在沒有外加電流的情況下測得的金屬電位，它主要反映金屬表面狀況和熱力學穩定性。根據電化學理論，Ecorr越負，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]。該該實驗選取了臨床常用的3種支架金屬材料為實驗試件，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、鑄造成功率高等優點。實驗選擇了自來水作為對照組，因為臨床實際中患者未配戴義齒時一般要求將義齒放入自來水中浸泡。

圖4 各組實驗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計學意義 （P=0.000），Icorr純鈦＜鈷鉻鉬合金＜鈷鉻合金亦差異有統計學意義（P=0.000），電鏡掃描純鈦表面最光滑，腐蝕坑也少而淺說明純鈦具有較好的耐腐蝕性。李惠玲等人[7]也實驗對比了純鈦、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曲線但通過對比3種合金SEM結果純鈦表面光滑度無改變，無任何腐蝕孔、隙等出現亦得出結論純鈦穩定性最好，和該文結果一致。雖然鈦是一種很活潑的元素，但在空氣中時表面能快速形成一層致密的氧化膜，主要為TiO2，這層保護膜為半導體，具有較大的電阻，對機械損傷有強的自愈力，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能清除合金熔化時的氧化物,增加金屬流動性能，Co可增加合金強度和硬度，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，鉬也能及時修復[9-10]。

由結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水組。這有可能是因為清潔劑泡騰片所產生氧化泡沫散開，使金屬表面失去氧化物保護，直接與義齒清潔劑接觸。另外，清潔劑中一些活性成分也會破壞金屬表面氧化膜，從而發生腐蝕反應。其次，在腐蝕反應中，介質的pH值對腐蝕速度也是有影響的，它的影響是多方面的。對于腐蝕系統，陰極過程為氫離子的還原過程，則pH值降低（即氫離子濃度增加）時，一般來說有利于過程的進行，從而加速了金屬的腐蝕[11]。然而，pH值的變化又會影響到金屬表面膜的溶解度和保護膜的生成，也會影響到金屬的腐蝕速度[12]。該實驗介質均接近中性，對腐蝕結果無較大影響。

4 結論

綜上所述，3種金屬的穩定性純鈦最好，鈷鉻鉬合金次之。在條件允許的情況下，活動義齒最好選擇這兩種支架金屬。另外，因義齒清潔劑對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盡量按使用說明控制好浸泡時間。