人工唾液及含氟牙膏对纯钛表面形貌、光泽和色彩的影响

摘要

钛具有极好的生物相容性，较好的物理性能，机械力学性能。钛的化学性质活泼，常温下很容易氧化，表面形成一层稳定而致密的氧化膜(钝化膜)，使钛具有良好的耐腐蚀性。由于钛具有如此多的优点，因此已在口腔医学中广泛应用，主要用于制作人造冠、固定桥、义齿支架、基托及牙种植体等。但钛表面的氧化膜在摩擦力、剪切力、应力等的作用下容易受到擦伤或磨损，氟离子在酸性环境下亦能破坏这层氧化膜，使其发生多孔性改变，从而削弱了钛的抗腐蚀能力，致使钛的表面形态和结构发生变化。 目前含氟牙膏由于防龋性能好已在日常生活中广泛应用。含氟牙膏中一般含有氟化钠或单氟磷酸钠，pH值低于7，在摩擦剂的协同作用下是否对口腔中钛制修复体有磨损和腐蚀作用，使其发生失泽和变色，以致影响它的美观和长期使用?本实验拟研究人工唾液及含氟牙膏对纯钛表面形貌、光泽和色彩的影响，以供口腔修复临床参考。 一、数码摄影方法测量纯钛表面色彩的初步研究色彩是物体对光的反射形成的，物体表面形态和结构改变后，其表面光泽和色彩也相应发生变化。色彩和光泽是口腔修复体美观的重要组成部分。分光光度仪是一种高度精确的、比较理想的光学测色仪器，能测量整个可见光谱的反射光。本实验应用分光光度仪在A光源、CWF光源和D65光源下分别测量纯钛表面的色彩，发现在不同的光源照射下，钛试件色彩CIEL*a*b*测量值有一定差别，以D65光源下的色彩为参照，在CWF光源下，钛表面色彩偏绿，偏黄，A光源下色彩偏红，偏黄，说明光源是影响物体表面色彩的重要因素之一。因此，测量色彩时，一般应选用标准光源，以减小光源对物体表面色彩的影响。在标准D65光源下，纯钛试件的色彩在红绿色轴上偏向红色，在黄蓝色轴上偏向黄色。 数码摄影和计算机测色是一种新兴的色彩测量方法，可以进行定点定量测色，具有色彩还原功能。本实验在标准光源下分别应用数码摄影测色法和分光光度测色法测量纯钛试件表面的色彩，对两种方法的测量结果进行比较和统计分析。钛试件表面色彩的数码摄影测量值校正后与分光光度仪测量值有高度相关性，其中CIEL*的相关系数为0.825，a*的相关系数为0.803，b*的相关系数为0.782，它们之间的差异是在可接受的范围之内。但数码摄影测色受到的影响因素较多，测量误差偏大，还需要进一步研究如何控制这些影响因素以减小测量误差。 二、人工唾液及含氟牙膏对纯钛板材表面形貌、光泽和色彩的影响为观察人工唾液、含氟牙膏对纯钛板材表面形貌、光泽和色彩的影响，本实验将纯钛板材试件(本文简称为钛试件)随机分为3组，第1组和第2组在牙刷磨耗实验机上分别使用含氟牙膏和无氟牙膏刷洗，第3组浸泡于人工唾液中。每组钛试件处理前后分别测量其表面粗糙度，反射率和色彩CIEL*a*b*值，扫描电镜观察其表面形貌。 钛试件在牙刷磨耗实验机上分别使用含氟牙膏和无氟牙膏刷洗后，表面形貌及色彩CIEL*a*b*值均发生了一定程度的改变，反射率下降，同处理前相比，出现了失泽和变色，变得晦暗。主要原因是牙膏中的摩擦剂颗粒与钛表面相互作用，损伤了钛表面的钝化膜，改变了钛的表面形态和成分，因而其对光的反射和吸收能力也相应发生了变化。同时，用含氟牙膏刷洗后的钛试件，其反射率下降值、明度下降值和色差均大于无氟牙膏刷洗组钛试件(P＜0.01)，并且含氟牙膏刷洗组钛试件在扫描电镜下可见到明显的点蚀形貌，表面形貌改变明显大于无氟牙膏刷洗组。这主要是由于含氟牙膏中的氟化物进一步破坏了钛表面的钝化膜，加速了它的腐蚀和磨损进程。因此，同无氟牙膏相比，含氟牙膏对纯钛板材的表面形貌、光泽和色彩有较大的影响。 钛试件在人工唾液中浸泡后表面形貌、光泽和色彩均无显著性改变，表明钛板材表面的氧化膜在人工唾液中具有较好的化学稳定性。 三、人工唾液及含氟牙膏对铸造纯钛表面形貌、光泽和色彩的影响为观察人工唾液、含氟牙膏对铸造纯钛表面形貌、光泽和色彩的影响，本试验将钛铸件随机分为3组，第1组和第2组在牙刷磨耗实验机上分别使用含氟牙膏和无氟牙膏刷洗，第3组浸泡于人工唾液中。每组钛铸件处理前后分别测量其表面粗糙度，反射率和色彩CIEL*a*b*值，扫描电镜观察其表面形貌。 钛铸件用无氟牙膏刷洗后表面粗糙度无明显改变，而用含氟牙膏刷洗后，表面粗糙度增大，主要原因是含氟牙膏中游离的氟离子在酸性环境下破坏了钛表面氧化膜，使其发生多孔性改变，而暴露的纯钛基底化学稳定性较差。 钛铸件用两种牙膏刷洗后SEM下均未发现腐蚀形貌，而在钛板材的实验中却发现了点蚀形貌。主要原因是：①钛铸件的硬度较钛板材大，耐磨性较好，抗磨损腐蚀能力较强。②钛铸件采用了金相磨抛法抛光，彻底削除了磨痕，抛光效果好，降低了腐蚀的发生率。 钛铸件用含氟牙膏或无氟牙膏刷洗后表面色彩和光泽均发生了一定程度的改变，L*值变低，a*值、b*值下降，同处理前相比，出现了失泽和变色，色彩偏蓝、偏绿，变得晦暗，两组的色彩改变无显著性差异。钛铸件表面色彩改变主要是由于刷洗过程中牙膏中的摩擦剂颗粒及其它成分与钛铸件表面相互作用，改变了钛的表面形态、结构与成分，因而其对光的反射、折射、干涉和吸收能力也相应发生了变化，导致钛表面色彩和光泽的改变。 钛铸件在人工唾液中浸泡后表面形貌、光泽和色彩均无显著性改变，表明铸钛表面的氧化膜在人工唾液中具有良好的化学稳定性。 铸钛同钛板材相比，硬度与强度较大，抗磨损腐蚀能力较强，采用金相磨抛法，能显著降低其表面粗糙度，进一步增大其抗腐蚀能力。含氟牙膏中的氟化物含量较低，一般介于1000到10000ppm之间，pH值一般为弱酸性，在口腔中停留的时间较短，对钛制义齿的腐蚀作用较小，使用含氟牙膏刷洗钛义齿对其性能影响不大，但由于口腔环境中pH值有较大的变化，因此应注意刷洗后用流水将钛义齿彻底清洗干净，以防止钛义齿表面残留过多的氟离子。钛义齿表面高度抛光，对提高其耐腐蚀性具有重要的意义。此处，应选择磨损性小的物质作为牙膏的摩擦剂，以减小牙膏对牙齿及修复体的磨损。

目录

独创性声明及保护知识产权声明

缩略语表

前言

文献回顾

实验研究

第一部分人工唾液及含氟牙膏对钛板材表面形貌、光泽和色彩的影响

第二部分数码摄影测量纯钛表面色彩的初步研究

第三部分人工唾液及含氟牙膏对铸钛表面形貌和光泽、色彩的影响

全文总结

参考文献

附 录（部分实验仪器与设备图片）

个人简历

致 谢