氢氟酸表面处理的效果在K3镍钛器械的循环抗疲劳强度

文摘

本研究的目的是探讨影响50%的氢氟酸(HF)表面处理循环抗疲劳强度(CFR)的K3镍钛器械。二十收到基和二十HF-treated K3镍钛器械在病死率进行比较。两个仪器组的表面纹理和断裂表面进行扫描电子显微镜(SEM)。此外,任何改变的镍和钛成分仪器组使用能量色散谱分析研究。结果进行了分析以及。HF-treated K3组显示统计循环抗疲劳强度高于应用基K3组()。HF-treated K3仪器显示平滑和圆角表面相比,应用基K3进行扫描电镜观察。两组的断裂表面显示典型的循环疲劳断裂模式。没有差别在两组之间表面镍和钛成分。心力衰竭治疗K3仪器文件表面平滑和循环疲劳增加阻力,虽然没有影响表面离子组成和断裂模式的文件。

1。介绍

在现代牙髓学,许多临床医生使用发动机驱动的镍(镍钛)旋转工具,使根管预备更加快速和有效1]。然而,偶然的仪器分离是一个关心每个临床医生使用镍钛旋转工具在他们的实践。镍钛旋转仪器的两个主要的断裂机制是循环疲劳断裂和扭转断裂2]。循环疲劳断裂报道受到许多因素的影响,如制造过程(2),根管几何(3),仪器运动(4),横向配置,转速(5),和表面处理方法6]。最近集中,裂纹等表面缺陷的加工沟槽,诱导在生产加工过程,是应力集中的地方断裂的文件引发开始传播(5,7- - - - - -9]。磨削过程的谷物镍钛丝一直还建议恶化仪器的机械强度由于仪器表面加工缺陷和内部结构内的残余应力10- - - - - -12]。先前的研究支持这个假定在地上文件显示循环抗疲劳强度远低于扭曲的文件(5]。因此,各种表面处理方法,如电解抛光(13),离子注入14,化学和物理气相沉积(15,16)已经尝试提高力学性能和减少表面缺陷的镍钛旋转工具。这些方法被报道可有效改善镍钛旋转机械性能的仪器,但尚未牢固确立共识关于这种治疗的有效性改善循环疲劳抗镍钛旋转工具,。

酸处理生产过程中广泛使用的方法是化学抛光地面镍钛器械的表面。氢氟酸(HF) Kroll试剂的原料,用于地面镍钛的化学抛光合金(17]。尽管表面处理生产过程,以往的研究清楚地表明,地面应用基镍钛旋转仪器有粗糙表面包括滚动标志、微裂隙,使扫描电子显微镜(SEM)下(5,18]。此外,我们的初步研究表明,化学抛光浓度较高的高频产生平滑表面的镍钛器械而收到基镍钛器械(未公开的数据)。

因此,在这项研究中,我们比较了循环疲劳抗性K3镍钛旋转与高频仪器表面处理之前和之后。此外,视觉检查仪器中的任何改变诱导表面,应用基SEM图像和HF-treated K3工具进行调查。此外,EDS(能量色散谱)分析进行了调查任何变化在表面离子组成K3高频表面处理的文件。显微镜观察的断口表面也下进行SEM分析。

2。材料和方法

2.1。治疗与氢氟酸K3镍钛旋转工具

本研究中使用的镍钛旋转仪器K3 # 30/06锥(SybronEndo,橙色,CA)。20应用基K3仪器浸泡在50%高频2分钟,用蒸馏水洗净。20应用基K3仪器包括作为对照组。

2.2。循环疲劳性试验

20应用基K3的循环疲劳电阻测量仪器和20 HF-treated K3仪器。所有的仪器之前检查使用OPMI牙科手术显微镜(蔡司、从、德国)任何表面缺陷或恶化的迹象。疲劳试验机(Denbotix、Bucheon、韩国)被用于这项研究。本设备设计提供循环拉伸和压应力在仪器领域,所以它模拟环境中遇到的临床情况(5)(图1)。

与1.5毫米内径不锈钢人工运河,8毫米长度(直部分),60°角曲率,5毫米曲率半径被用在这个实验。模拟啄上下运动,连续6毫米上下运动应用在0.5赫兹。每个镍钛器械从事电动torque-controlled电动机(Aseptico、Woodinville WA) 20: 1降低机头和旋转速度推荐的制造商(300 rpm)。在实验过程中,人工运河充满RC-prep(美国总理牙科产品、Norristown PA)尽量减少摩擦和热发生在人工运河。乐器骨折时人工运河,运河上的内部传感器检测转矩变化墙和电动马达自动停止。之后,实验者视觉确认仪器骨折。时间流逝,直到仪器断裂是由一个数字计时器自动记录精确到0.1秒。断裂的时间乘以每分钟旋转(rpm)的数量,计算周期的数量为每个镍钛器械失败(NCF)。使用SPSS统计软件包(SPSS版本12日,芝加哥,IL),收到基的NCF HF-treated样本分析单向方差分析(方差分析)和图基事后测试。值小于0.05被认为是具有统计学意义。

2.3。扫描电镜检查收到基和HF-Treated表面K3的仪器

调查的影响高频表面纹理的K3仪器,应用基HF-treated仪器检查和SEM(日立s - 4700、东京、日本)在200年和10000××的放大。

2.4。收到基镍和钛组成的比较和HF-Treated K3文件

探讨高频对镍和钛离子成分的变化K3仪器、能量色散谱(EDS)在收到基进行和HF-treated K3仪器()。

2.5。考试的断裂表面

循环疲劳断裂后,断裂表面被扫描电镜检查。显微镜观察的所有断裂分析仪器是由扫描电镜(日立s - 4700、东京、日本)在×5000倍的放大来确定断裂的模式或模式。

3所示。结果

3.1。循环疲劳性试验

循环疲劳性试验的结果见表1。HF-treated K3文件中的循环抗疲劳强度明显高于应用基K3文件()。

3.2。扫描电镜检查表面的应用基和HF-Treated K3文件

扫描电镜的图像应用基K3仪器显示粗糙表面与金属翻转和加工痕迹(数字2(一个)和2 (c))。相反,HF-treated K3显示抚平粗糙表面(数据2 (b)和2 (d))。结果表明,K3乐器的长笛表面平和,锋利的边缘铣马克被捕。

3.3。收到基镍和钛组成的比较和HF-Treated K3文件

收到基和HF-treated K3文件没有镍钛组成的差异。结果见表2和图3。

3.4。考试的断裂表面

图4(一)(收到基K3仪器)和图4 (b)(HF-treated K3仪器)显示每组的断裂面K3镍钛器械。图4(一)显示多行(白色箭头)和锥杯出现在同一时间。图4 (b)也显示了多个线(白色箭头),酒窝(黑色箭头)的外表,和pore-like结构(空白色箭头)。多行对应的裂纹前缘在接下来的周期。

4所示。讨论

有几种表面处理改善地面镍钛旋转仪器的表面特征。其中,电解抛光相对多了。然而,仍有一个争议关于电解抛光的效果对镍钛旋转循环疲劳性能的文件。一些研究[19- - - - - -21]证明了积极作用的电解抛光镍钛旋转文件的抗疲劳强度,而其他研究[22)没有。这是类似于离子注入的情况下。Gavini et al。23)报道,氮离子注入是有效提高镍钛旋转仪器的抗疲劳强度。另一方面,羊毛等。14)报道,氩离子注入降低了镍钛旋转仪器的抗疲劳强度。

然而,直到现在,没有研究已经发表在强酸的简单治疗的效果在循环镍钛旋转仪器的抗疲劳强度。这是第一个研究调查的影响集中心力衰竭治疗表面平滑度和镍钛旋转仪器的抗疲劳强度。

高频Kroll试剂是一个组件,用于制造化学抛光镍钛旋转工具(18]。在这个实验中,高浓度(50%)比高频Kroll试剂的使用和两个主要行动是假定酸处理。首先,由扫描电镜检查结果和K3仪器,高频表面处理减少了粗糙表面和应力集中microdefect,这可能提高循环疲劳阻力K3工具。这是在协议与圆锥形石垒的结果等。24]。其次,所提出的一项研究[25),高频表面处理阳极电镀和钝化可能制造过程中产生的氧化钛层,这也可能提高循环抗疲劳强度。粗糙表面的平和镍钛旋转文件能给额外的好处与生物相容性。粗糙表面腐蚀和更大的表面积往往比平滑和较小的表面面积。镍钛的表面腐蚀合金可以释放镍离子,可以引起过敏反应(26在联系组织。从这个意义上讲,心力衰竭治疗导致平滑表面在这个实验中假设为增加镍钛的耐疲劳循环文件以及降低腐蚀的倾向。从这个意义上讲,未来调查HF-treated耐腐蚀的镍钛器械是必要的。

“Kroll试剂,高频和硝酸的混合水,被广泛用作合金化学蚀刻剂用于髋关节和膝关节假体(27和牙科植体28,29日]。“Kroll试剂”被列为ASTM(美国材料试验协会)# 187腐蚀剂推荐用于微量化学蚀刻的铸铁。通常,相对的高频成分Kroll的解决方案是大约5%。然而,在这个实验中,浓度高出10倍的高频被用于化学腐蚀,因为我们的初步研究表明,高浓度的高频有效增加K3镍钛的抗疲劳强度文件(未发表的数据)。

的复合镍和钛镍钛旋转文件已经知道55:45和Ni的构成和Ti已知影响镍钛铝合金的机械性能(30.]。目前的研究表明,高频治疗不影响镍和钛成分。进一步的研究对各种表面处理或腐蚀的影响镍和钛镍钛旋转工具的组合将是必要的。

本研究也有一些局限性,其中一个是分钟表面变化(例如,表面氧化物的形成)不能彻底调查;另一个是分钟表面变化工具的调查可以更好地进行更精确的设备。表面敏感技术(例如,x射线光电子能谱和俄歇能谱)将更有用的了解HF腐蚀后的表面的化学变化(如镍/ Ti比率的变化,氧浓度的增加,和形成钝化层)。所以未来研究使用更精确的设备比EDS研究确切倪和Ti比例可能是必要的。未来的研究对于高频对切削效率的影响也可能是必要的。此外,未来的研究的影响高频表面浓度和持续时间的治疗特点和抗疲劳断裂可能有助于更好地了解心力衰竭治疗的作用。

总之,这项研究清楚地表明,高频表面处理可以有利于改善表面平滑,从而增加地面的循环疲劳抗镍钛旋转文件。

的利益冲突

作者否认任何利益冲突的相关研究。

引用

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