微弧氧化复合电解液对钛瓷结合强度影响的基础研究附20例临床病例汇报

摘要

目的：研究微弧氧化反应中以Na2SiO3和MgSiF6的复合溶液体系作为电解液时对钛瓷间结合强度的影响。 方法：将90片纯钛试件（25mm×3mm×0.5mm）随机分为九组，均经过喷砂处理，取其中8组作为实验组进行微弧氧化处理，电解液为20g/L MgSiF6与不同浓度Na2SiO3的复合溶液，实验组电解液分别为：20g/L MgSiF6（A组）、20g/L MgSiF6+1g/L Na2SiO3（B组）、20g/L MgSiF6+2g/L Na2SiO3（C组）、20g/L MgSiF6+3g/L Na2SiO3（D组）、20g/L MgSiF6+4g/L Na2SiO3（E组）、20g/L MgSiF6+5g/L Na2SiO3（F组）、20g/L MgSiF6+10g/L Na2SiO3（G组）、20g/L MgSiF6+20g/L Na2SiO3（H组），I组为对照组，不进行微弧氧化，仅进行喷砂处理。每组任选两个试件利用扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）对微弧氧化形成的陶瓷膜进行观察研究。根据ISO9693标准，对剩余所有钛试件进行瓷粉高温烧结后，每组选取6片钛瓷试件，通过三点弯曲实验测得每组的钛瓷结合力，计算钛瓷结合强度并将数据进行统计学分析，对瓷剥脱后钛基底进行观察分析。每组剩余两片钛瓷试件用环氧树脂包埋，暴露钛与瓷的结合界面，利用扫描电镜（SEM）对钛-瓷试件的横截界面进行分析。 结果：经过三点弯曲实验测得九组钛瓷结合的强度如下：38.93±2.14MPa（A组）、36.90±2.25MPa（B组）、43.01±1.30MPa（C组）和32.55±3.07MPa（D组），31.14±3.22MPa（E组），23.46±2.54MPa（F组），26.36±3.57MPa（G组），28.91±4.51MPa（H组），27.86±1.70MPa（I组），其中实验组A、B、C、D四组的钛-瓷间结合强度大于喷砂组I组（P＜0.05），且高于ISO9693规定的临床标准，实验组E、G、H三组与对照组I组的钛-瓷结合强度对比无明显统计学差异（P＞0.05），实验组F组钛-瓷结合强度最低，甚至弱于喷砂组I组（P＜0.05）；其中20g/L MgSiF6+2g/L Na2SiO3复合溶液组（C组）的钛-瓷结合强度最高，钛与瓷之间的结合力明显高于其他各组（P＜0.05）。扫描电镜结果显示A、B、C、D、E五组微弧氧化陶瓷层均呈多孔状，但A、B、C三组膜层中的微孔数目和孔径略有差别，C组形成的膜层微孔数目较多，孔径约1μm，D、E两组膜层结构均有缺陷，F组陶瓷膜形貌微孔相互融合，G组膜层中可见直径较大突起，膜层不平整，H组膜层虽然再次出现多孔状，但孔径大小不均，部分区域成浅凹状或蜂窝状，I组钛表面未见多孔结构膜层，镜下可见粗糙尖锐的形貌。瓷剥脱后观察各组钛表面，C组残留瓷粉面积最大，F组几乎没有瓷粉残留，I组可见少量瓷粉残留。观察各组钛瓷试件的横截面微观形貌可见，A组、C组的钛瓷结合界面未见明显裂隙及缺陷，C组钛表面与瓷粉的结合面呈现凹凸不平的锯齿状，B组的钛瓷试件的横截面显示两者结合不紧密，部分区域可见孔隙；D组和E组的钛-瓷结合界面相对平整，但存在较多的孔洞及裂隙，F组中钛瓷结合最为疏松，两者结合界面存在大量的缺陷及孔洞，G组和H组均发现较多的裂隙，部分区域可见较大的孔洞，喷砂组I组中，纯钛表面与瓷之间的裂隙十分明显，可见较厚的氧化膜。 结论：微弧氧化电解液作为成膜介质，对陶瓷膜的微观结构、理化性能发挥重要的作用，微弧氧化时选择适合的比例和成分的复合电解液能够提高钛-瓷结合强度。

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Key words: Micro-arc oxidation; composite electrolyte; MgSiF6；Na2SiO3; Titanium porcelain bonding strength

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