溶剂处理对钛-瓷结合强度的影响
作者：何惠明 毛勇 温宁 曹鸿涛 王忠义 艾绳前
单位：何惠明(第四军医大学口腔医学院修复科 西安，710032)；毛勇(第四军医大学口腔医学院修复科 西安，710032)；温宁(第四军医大学口腔医学院修复科 西安，710032)；曹鸿涛(第四军医大学口腔医学院修复科 西安，710032)；王忠义(第四军医大学口腔医学院修复科 西安，710032)；艾绳前(第四军医大学口腔医学院修复科 西安，710032)
关键词：钛材；牙科陶瓷；溶剂；结合强度
临床口腔医学杂志000105 摘 要：目的 考察丙酮、乙酸乙脂、95%乙醇及1%氢氟酸对钛-瓷结合产生的影响。方法 采用剪切实验法。结果 纯钛经丙酮、乙酸乙脂、95%乙醇及1%氢氟酸处理后再烤瓷,钛-瓷剪切强度分别为53.29MPa、52.54Mpa、50.69MPa及21.18MPa,而未经任何清洗处理的对照组剪切强度值为26.75MPa。Ti-75合金烤瓷前经丙酮、乙酸乙酯、95%乙醇及1%氢氟酸处理后,其钛-瓷剪切强度分别为57.80MPa、55.75MPa、55.62PMa及25.98MPa,未经清洗处理的对照组剪切强度值为28.34MPa。这表明,在烤瓷前用丙酮、乙酸乙酯及95%乙醇处理纯钛及Ti-75合金表面,可提高钛-瓷结合强度,而1%HF却没效果。结论 丙酮、乙酸乙酯及95%乙醇可作为钛材表面烤瓷前金属表面处理剂。
, http://www.100md.com
分类号：R783.2 文献标识码：A
文件编号：1003-1634(2000)01-0013-02
The effcts of solvents treatment on bond strength of porcelain with titanium
He Huiming,Mao Yong,Wen Ning,et al.
(College of Stomatology,Fourth Military Medical University,Xian 710032)
Abstract：Objective To study the effects of solvents(acetone,ethyl acetate,95% alcohol and 1% HF)treatment on bond strength of porcelain with titanium.Methods A shear test was used in the experiment.Results The shear bond strength of porcelain with pure titanium after the treatments in acetone,ethyl acetate,95% alcohol and 1% HF were 53.29MPa 52.54MPa,50.69MPa and 21.18MPa respectively,and it was 26.75MPa for the control group.After the treatment in acetone,ethyl acetate,95% alcohol and 1% HF before firing of porcelain with Ti-75 alloy,the shear bond strength were 57.80MPa,55.75MPa,55.62MPa and 25.98MPa respectively,and it was 28.34MPa for the control group.This indicated that the shear bond strength of porcelain-titanium was reinforced by treating the surface of pure titanium and Ti-75 alloy in acetone,ethyl acetate,95% alcohol,and it was not in 1%HF.Conclusion Acetone,ethyl acetate and 95% alcohol can be used for treatmental agents of titanium materials before firing of the porcelain.
, 百拇医药
Key words：Titanium materials Dental porcelain, Solvent Bond strength.▲
金瓷修复体成功的关键问题是要获得金瓷间的良好结合,以保证其在口腔功能运动中,能承受各个方向的力而不致脱落。金瓷间结合力主要有：化学结合力、机械结合力、范德华力及压缩力。这几种力均有赖于瓷在金属表面的润湿效果,因此,烤瓷前金属表面处理就显得非常重要。烤瓷前,常规金属表面处理主要包括：金属表面的粗化、溶济处理及预氧化处理等工序。有关对金基合金及镍基合金烤瓷前金属表面处理的文献报导很多〔1～3〕,对钛及钛合金烤瓷前表面处理的文献主要是关于“钛氧化”的探讨〔4～6〕,而有关溶剂处理对钛-瓷结合强度影响的研究却未见报导。本文通过剪切强度测试来了解几种常用的溶剂处理对钛-瓷结合产生影响,为今后的钛瓷修复临床应用提供依据。
材料与方法
, 百拇医药
材料与设备
纯钛(TA1)及Ti-75合金由西北有色金属研究院提供。Ti-Bond钛材专用烤瓷粉、 Multimat99型烤瓷炉、氧化锆包埋料及磷酸盐包埋料均为 Dentsply产品。Topstar-2型笔式喷砂机, Bego产品。 Instron-1185型电子拉伸试验机(英国)。LZ型铸钛机(国产)。溶剂：丙酮(C.P)、乙酸乙酯(C.P)、95%乙醇及1%氢氟酸。
方法
1.钛材铸造试样制备：取直径2.6mm、长50mm自凝塑料棒80根,以氧化锆包埋料作为内层包埋,用磷酸盐包埋料作外层包埋,在铸圈温度由850℃降至300℃时放入铸钛机内铸造(溶金电流280A、时间35s),以此,铸造出TA1及Ti-75试样各40根。铸造完成后,将所有试样用＃320～＃740 SiC砂纸逐渐打磨,以去除肉眼可见的污染层,然后,用180μmAl2O3喷砂。
, 百拇医药
2.试样分组：40根TA1及40根Ti-75试样均分成5组,每组试样8根。TA1及Ti-75的前4组试样分别用丙酮、乙醇乙酯、95%乙醇及1%氢氟酸超声清洗15min。两种材料各余下的8根试样不作任何清洗(对照组)。
3.上瓷方法〔7〕：烤瓷时用特制的成形圈上瓷。成形圈内径8.5mm、高4.5mm。将瓷烤在距TA1及Ti-75试样末端5mm处的轴面上。TiBond烤瓷工艺参数按厂家提供的数据。
4.剪切强度测试〔7〕：将烤瓷后的试样修整后置于特制的夹具内,瓷盘与夹具接触面之间置橡胶垫圈,使试样棒端面与水平面垂直,于Instron上加载,记录瓷从试样上剥落、碎裂时的值。
结 果
剪切强度值的结果(表1)、(表2)。
, 百拇医药
表1 TA1与TiBond剪切强度值(MPa) 处理组
n
s
丙酮(R1)
8
53.29
8.58
乙酸乙酯(R2)
8
52.54
8.03
, 百拇医药
95%乙醇(R3)
8
50.69
8.04
1%氢氟酸(R4)
8
21.18
6.08
对照组(R5)
8
26.75
7.19
表2 Ti-75与TiBond剪切强度值(MPa) 处理组
, http://www.100md.com
n
s
丙酮(R6)
8
57.80
11.29
乙酸乙酯(R7)
8
55.75
9.21
95%乙醇(R8)
8
, http://www.100md.com
55.62
9.57
1%氢氟酸(R9)
8
25.98
7.92
对照组(R10)
8
28.34
6.22
统计结果表明,R4、R5组剪切强度值与R1、R2、R3剪切强度值均有显著差别(P<0.01),R1、R2、R3各组间剪切强度值无显著差别(P>0.05)。R9、R10与R6、R7及R8各组剪切强度值有显著差别(P<0.01),R6、R7及R8各组间剪切强度值无显著差别(P>0.05)。R4与R5、R9与R10剪切强度值无统计学差别(P>0.05)。这表明,用丙酮、乙酸乙酯及95%乙醇超声清洗钛材表面,均能提高钛-瓷剪切结合强度,而用1%氢氟酸清洗则无效果。
, 百拇医药
讨 论
在金瓷修复中,学者们一致认为金属表面处理因素会对金瓷结合产生重要影响〔1～3〕。溶剂清洗是表面处理的一个重要内容。溶剂清洗的作用在于清除打磨时附着在金属表面的杂质,如喷砂粒子、磨头粘结材料及术者手上污染的油脂等。在传统金瓷修复中,一般认为不能用酸性溶剂清洗金属表面(贵金属除外),原因是Al2O3、SiC等杂质不溶于酸；多数学者认为,四氯化物、三氯乙烯、乙酸乙酯及丙酮等有机溶剂可有效地去除金属表面Al2O3、SiC及油脂等杂质,从而控制界面气泡；还有些学者认为95%乙醇也可有效地去除杂质污染。对于钛-瓷修复,哪一种溶剂清洗最有效？能否套用以上传统的观点？这有待于实验证实,但直到目前为止,尚未见有这方面的研究报导。我们的实验发现,用丙酮、乙酸乙酯及95%乙醇超声清洗纯钛及Ti-75合金表面均可显著提高钛-瓷剪切结合强度(未清洗组剪切强度仅有26.75MPa及28.34MPa),而用氢氟酸清洗却没有效果,并且在一定程度上还会降低钛-瓷结合强度。笔者认为氢氟酸处理不能改善钛-瓷结合的可能原因有二：一是氢氟酸不能有效去除钛材表面Al2O3、SiC等杂质,另一是对钛材腐蚀过重。
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综上所述,我们可以得出如下结论：丙酮、乙酸乙酯及95%乙醇均可作为钛材烤瓷前金属表面处理剂,而氢氟酸不能用作钛材烤瓷前的清洗剂。■
参考文献：
[1]Lavine MH,Custer F.Variables affectfing the strength of bond between porcelain and gold.J Dent Res,1966;45:32
[2]Carpenter MA,Goodkind RJ.Effect of Varying surface texture on bond strength of semiprecious and nonprecious ceramo-alloy.J Prosthet Dent,1979;42:86
[3]Caputa AA.Effecting surface preparation on bond strength of nonpreccious and semiprecious alloys.J Clif Dent Assoc,1987;6:42
, 百拇医药
[4]Menis DL,Moser JB,Greener EH.Experimental porcelain compositions for application to cast titanium.J Dent Res,1986;65:343
[5]Adachi M,Macker JR,Parry EE,et al.Oxide adherece and porcelain bonding to titanium and Ti-6Al-4V alloy.J Dent Res,1990;69:1230
[6]Iok CP,Gilbent JL,John C,et al.Bonding characteristics of low-fusing porcelain bonded to pure titanium and palladium-copper alloy.J Prosthet Dent,1995;73:17
[7]何惠明,艾绳前,王玉成等.钛表面烤瓷的预氧化处理工艺研究,实用口腔医学杂志,1998,14(1)：14
收稿日期：1999-10-25, 百拇医药
单位：何惠明(第四军医大学口腔医学院修复科 西安，710032)；毛勇(第四军医大学口腔医学院修复科 西安，710032)；温宁(第四军医大学口腔医学院修复科 西安，710032)；曹鸿涛(第四军医大学口腔医学院修复科 西安，710032)；王忠义(第四军医大学口腔医学院修复科 西安，710032)；艾绳前(第四军医大学口腔医学院修复科 西安，710032)
关键词：钛材；牙科陶瓷；溶剂；结合强度
临床口腔医学杂志000105 摘 要：目的 考察丙酮、乙酸乙脂、95%乙醇及1%氢氟酸对钛-瓷结合产生的影响。方法 采用剪切实验法。结果 纯钛经丙酮、乙酸乙脂、95%乙醇及1%氢氟酸处理后再烤瓷,钛-瓷剪切强度分别为53.29MPa、52.54Mpa、50.69MPa及21.18MPa,而未经任何清洗处理的对照组剪切强度值为26.75MPa。Ti-75合金烤瓷前经丙酮、乙酸乙酯、95%乙醇及1%氢氟酸处理后,其钛-瓷剪切强度分别为57.80MPa、55.75MPa、55.62PMa及25.98MPa,未经清洗处理的对照组剪切强度值为28.34MPa。这表明,在烤瓷前用丙酮、乙酸乙酯及95%乙醇处理纯钛及Ti-75合金表面,可提高钛-瓷结合强度,而1%HF却没效果。结论 丙酮、乙酸乙酯及95%乙醇可作为钛材表面烤瓷前金属表面处理剂。
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分类号：R783.2 文献标识码：A
文件编号：1003-1634(2000)01-0013-02
The effcts of solvents treatment on bond strength of porcelain with titanium
He Huiming,Mao Yong,Wen Ning,et al.
(College of Stomatology,Fourth Military Medical University,Xian 710032)
Abstract：Objective To study the effects of solvents(acetone,ethyl acetate,95% alcohol and 1% HF)treatment on bond strength of porcelain with titanium.Methods A shear test was used in the experiment.Results The shear bond strength of porcelain with pure titanium after the treatments in acetone,ethyl acetate,95% alcohol and 1% HF were 53.29MPa 52.54MPa,50.69MPa and 21.18MPa respectively,and it was 26.75MPa for the control group.After the treatment in acetone,ethyl acetate,95% alcohol and 1% HF before firing of porcelain with Ti-75 alloy,the shear bond strength were 57.80MPa,55.75MPa,55.62MPa and 25.98MPa respectively,and it was 28.34MPa for the control group.This indicated that the shear bond strength of porcelain-titanium was reinforced by treating the surface of pure titanium and Ti-75 alloy in acetone,ethyl acetate,95% alcohol,and it was not in 1%HF.Conclusion Acetone,ethyl acetate and 95% alcohol can be used for treatmental agents of titanium materials before firing of the porcelain.
, 百拇医药
Key words：Titanium materials Dental porcelain, Solvent Bond strength.▲
金瓷修复体成功的关键问题是要获得金瓷间的良好结合,以保证其在口腔功能运动中,能承受各个方向的力而不致脱落。金瓷间结合力主要有：化学结合力、机械结合力、范德华力及压缩力。这几种力均有赖于瓷在金属表面的润湿效果,因此,烤瓷前金属表面处理就显得非常重要。烤瓷前,常规金属表面处理主要包括：金属表面的粗化、溶济处理及预氧化处理等工序。有关对金基合金及镍基合金烤瓷前金属表面处理的文献报导很多〔1～3〕,对钛及钛合金烤瓷前表面处理的文献主要是关于“钛氧化”的探讨〔4～6〕,而有关溶剂处理对钛-瓷结合强度影响的研究却未见报导。本文通过剪切强度测试来了解几种常用的溶剂处理对钛-瓷结合产生影响,为今后的钛瓷修复临床应用提供依据。
材料与方法
, 百拇医药
材料与设备
纯钛(TA1)及Ti-75合金由西北有色金属研究院提供。Ti-Bond钛材专用烤瓷粉、 Multimat99型烤瓷炉、氧化锆包埋料及磷酸盐包埋料均为 Dentsply产品。Topstar-2型笔式喷砂机, Bego产品。 Instron-1185型电子拉伸试验机(英国)。LZ型铸钛机(国产)。溶剂：丙酮(C.P)、乙酸乙酯(C.P)、95%乙醇及1%氢氟酸。
方法
1.钛材铸造试样制备：取直径2.6mm、长50mm自凝塑料棒80根,以氧化锆包埋料作为内层包埋,用磷酸盐包埋料作外层包埋,在铸圈温度由850℃降至300℃时放入铸钛机内铸造(溶金电流280A、时间35s),以此,铸造出TA1及Ti-75试样各40根。铸造完成后,将所有试样用＃320～＃740 SiC砂纸逐渐打磨,以去除肉眼可见的污染层,然后,用180μmAl2O3喷砂。
, 百拇医药
2.试样分组：40根TA1及40根Ti-75试样均分成5组,每组试样8根。TA1及Ti-75的前4组试样分别用丙酮、乙醇乙酯、95%乙醇及1%氢氟酸超声清洗15min。两种材料各余下的8根试样不作任何清洗(对照组)。
3.上瓷方法〔7〕：烤瓷时用特制的成形圈上瓷。成形圈内径8.5mm、高4.5mm。将瓷烤在距TA1及Ti-75试样末端5mm处的轴面上。TiBond烤瓷工艺参数按厂家提供的数据。
4.剪切强度测试〔7〕：将烤瓷后的试样修整后置于特制的夹具内,瓷盘与夹具接触面之间置橡胶垫圈,使试样棒端面与水平面垂直,于Instron上加载,记录瓷从试样上剥落、碎裂时的值。
结 果
剪切强度值的结果(表1)、(表2)。
, 百拇医药
表1 TA1与TiBond剪切强度值(MPa) 处理组
n
s
丙酮(R1)
8
53.29
8.58
乙酸乙酯(R2)
8
52.54
8.03
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95%乙醇(R3)
8
50.69
8.04
1%氢氟酸(R4)
8
21.18
6.08
对照组(R5)
8
26.75
7.19
表2 Ti-75与TiBond剪切强度值(MPa) 处理组
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丙酮(R6)
8
57.80
11.29
乙酸乙酯(R7)
8
55.75
9.21
95%乙醇(R8)
8
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55.62
9.57
1%氢氟酸(R9)
8
25.98
7.92
对照组(R10)
8
28.34
6.22
统计结果表明,R4、R5组剪切强度值与R1、R2、R3剪切强度值均有显著差别(P<0.01),R1、R2、R3各组间剪切强度值无显著差别(P>0.05)。R9、R10与R6、R7及R8各组剪切强度值有显著差别(P<0.01),R6、R7及R8各组间剪切强度值无显著差别(P>0.05)。R4与R5、R9与R10剪切强度值无统计学差别(P>0.05)。这表明,用丙酮、乙酸乙酯及95%乙醇超声清洗钛材表面,均能提高钛-瓷剪切结合强度,而用1%氢氟酸清洗则无效果。
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讨 论
在金瓷修复中,学者们一致认为金属表面处理因素会对金瓷结合产生重要影响〔1～3〕。溶剂清洗是表面处理的一个重要内容。溶剂清洗的作用在于清除打磨时附着在金属表面的杂质,如喷砂粒子、磨头粘结材料及术者手上污染的油脂等。在传统金瓷修复中,一般认为不能用酸性溶剂清洗金属表面(贵金属除外),原因是Al2O3、SiC等杂质不溶于酸；多数学者认为,四氯化物、三氯乙烯、乙酸乙酯及丙酮等有机溶剂可有效地去除金属表面Al2O3、SiC及油脂等杂质,从而控制界面气泡；还有些学者认为95%乙醇也可有效地去除杂质污染。对于钛-瓷修复,哪一种溶剂清洗最有效？能否套用以上传统的观点？这有待于实验证实,但直到目前为止,尚未见有这方面的研究报导。我们的实验发现,用丙酮、乙酸乙酯及95%乙醇超声清洗纯钛及Ti-75合金表面均可显著提高钛-瓷剪切结合强度(未清洗组剪切强度仅有26.75MPa及28.34MPa),而用氢氟酸清洗却没有效果,并且在一定程度上还会降低钛-瓷结合强度。笔者认为氢氟酸处理不能改善钛-瓷结合的可能原因有二：一是氢氟酸不能有效去除钛材表面Al2O3、SiC等杂质,另一是对钛材腐蚀过重。
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综上所述,我们可以得出如下结论：丙酮、乙酸乙酯及95%乙醇均可作为钛材烤瓷前金属表面处理剂,而氢氟酸不能用作钛材烤瓷前的清洗剂。■
参考文献：
[1]Lavine MH,Custer F.Variables affectfing the strength of bond between porcelain and gold.J Dent Res,1966;45:32
[2]Carpenter MA,Goodkind RJ.Effect of Varying surface texture on bond strength of semiprecious and nonprecious ceramo-alloy.J Prosthet Dent,1979;42:86
[3]Caputa AA.Effecting surface preparation on bond strength of nonpreccious and semiprecious alloys.J Clif Dent Assoc,1987;6:42
, 百拇医药
[4]Menis DL,Moser JB,Greener EH.Experimental porcelain compositions for application to cast titanium.J Dent Res,1986;65:343
[5]Adachi M,Macker JR,Parry EE,et al.Oxide adherece and porcelain bonding to titanium and Ti-6Al-4V alloy.J Dent Res,1990;69:1230
[6]Iok CP,Gilbent JL,John C,et al.Bonding characteristics of low-fusing porcelain bonded to pure titanium and palladium-copper alloy.J Prosthet Dent,1995;73:17
[7]何惠明,艾绳前,王玉成等.钛表面烤瓷的预氧化处理工艺研究,实用口腔医学杂志,1998,14(1)：14
收稿日期：1999-10-25, 百拇医药