牙科金属
3d
打印材料的力学性能至关重要,因为牙科修复体必须满足相应的强度、硬度、塑性和弹性要求,才能安全可靠地应用于牙齿修复领域。
1. TC4 和 CoCrMo 材料的力学性能
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性能 |
TC4 |
CoCrMo |
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化学成分 |
Ti:余留
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Co: 64.44%
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密度 (g/cm3) |
4.42 |
8.30 |
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抗拉强度/Mpa |
1120±20 |
1270±50 |
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抗屈强度/Mpa |
1010±50 |
990±50 |
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断裂延伸率/% |
12±2 |
12±1 |
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弹性模量 (GPa) |
110±10 |
200±20 |
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硬度/HV5 |
370±5 |
400±5 |
从上表可以看出,钛合金的密度只有钴铬合金的一半,钴铬合金更轻,低密度牙体修复体可以缓解口腔感觉。钛合金的导热系数仅为钴铬合金的
1 / 6
,因此牙科钛修复体可以保护牙髓免受冷热刺激。此外,
TC4
钛合金的弹性模量与人体硬组织最接近,其弹性变形远高于钴铬合金,在临床实践中显示出良好的回弹能力。
2. TC4
和
CoCrMo
材料的腐蚀性能
修复体长期置于口腔环境中,离子的溶解是不可避免的。因此,牙科金属材料需要具有一定的耐腐蚀性能,从而最大限度地减少金属离子的沉淀,降低安全健康风险。
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种类 |
7天
总溶解离子
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材料 |
溶解的离子 |
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少量溶解 |
0-9 |
TC4 |
Ti,Al,V |
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CoCrMo |
Co,Cr,Mo,Ni |
不同材料中溶解的离子总量
一些研究人员测试了
3D
打印钛合金的耐腐蚀性能。试验结果表明
:
在
37
℃条件下,在规定的溶液中溶解
7
天的总金属离子为
5.6
μ
g/cm2
,具有良好的耐腐蚀性能,达到了贵金属的耐腐蚀水平。
3.TC4
和
CoCrMo
材料的生物相容性
生物相容性相关因素是指材料对人体不应有毒性、刺激性、致癌性和对人体无致畸性。在体内正常代谢的情况下,应保持稳定状态,不发生生物变性,其代谢或降解产物对人体无害,易于代谢。
研究表明,钛合金具有较强的耐磨性、良好的细胞相容性和较强的耐蚀性,是牙科应用材料的首选,其次是钴铬合金材料。钴铬合金对
HGF
细胞有一定的细胞毒性,钛合金对
HGF
细胞有良好的细胞相容性。
钛合金和钴铬合金是非常成熟的生物医用材料。如果非要说哪一种材料更好,我们只能说没有最好,只有更好。