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目的:通过模拟口腔咀嚼载荷和口腔环境,探讨酸碱度对纯钛铸造卡坏疲劳强度的影响,为研究纯钛的疲劳强度以及为合理选择口腔保健饮食提供理论依据。
方法:按成品卡环蜡型制成的铸造纯钛卡环试件30个,经X线检查,选择20个不含气泡和无裂纹的试件,对其进行打磨、抛光,丙酮和无水乙醇超声波清洗15min后备用。卡环试件的横截面呈半椭圆形,起始至末端逐渐变细。在卡环试件的平面术端一侧标记加载处和支撑处,二者之间的距离为5mm。经游标卡尺测量,支撑处的厚度和宽度分别为(0.76±0.03)mm和(1.33±0.03)mm。随机分为4组,第1组作为对照组在空气中测试,第2,3,4组分别在PH=4.0,PH=6.8和PH=8.0的人工唾液中测试。将容器固定在万能材料试验机上,纯钛卡环用自制的夹具固定在容器上,在卡环尖端持续加载负荷,使其逐渐发生位移变形。将形变位移设定为固定1mm,频率设定1.5Hz。计算机自动显示加载载荷-时间曲线,并自动记录初始载荷和循环次数,当卡环断裂或载荷为零时,停止测试,记录此时计算机显示的初始载荷和疲劳失效时的载荷循环次数。实验在室温下进行,测试液体暴露在空气中。所得数据采用SPSS17.0统计软件进行单因素方差分析,P<0.05为差异有统计学意义。每组选一个疲劳失效卡环,丙酮和无水乙醇超声清洗15min后烘干,使用QUANTA-200F扫描电镜观察卡环的腐蚀形貌和疲劳裂纹。
结果:纯钛卡环在不同测试条件下的初始载荷差异无统计学意义(P>0.05)。在PH值分别为4.0、6.8和8.0的人工唾液中的载荷循环次数与空气中的比较均明显减少,差异均有统计学意义(P<0.01);但PH值为6.8和8.0的人工唾液中的载荷循环次数差异无统计学意义(P>0.05),这两组与PH值为4.0的人工唾液中的载荷循环次数差异有统计学意义(P<0.05)。扫描电镜观察显示,纯钛卡环在PH值为4.0、6.8和8.0的人工唾液中进行疲劳测试后,在其平面部分表面可见疲劳裂纹,裂纹起始于卡环的平面侧,并有向内部扩展的趋势,没有观察到副裂纹的存在。在PH值为4.0、6.8和8.0的人工唾液中,纯钛表面均有明显的凹凸不平的腐蚀痕迹,且有点蚀坑,在PH值为4.0的人工唾液中腐蚀痕迹最明显。
结论:纯钛卡环的疲劳强度在不同PH值的人工唾液都受影响而降低,其表面均有明显的的腐蚀痕迹,且PH值呈酸性的人工唾液对试件的疲劳强度影响更大,腐蚀痕迹最明显。