体外舌矫正矫正线的腐蚀行为

文摘

目标。探讨体外电化学腐蚀行为矫正线用于舌口腔正畸学和对相变温度的影响。材料和方法。六种不同类型的矫正线的不锈钢,titanium-molybdenum、镍和nickel-titanium-copper。10993 - 15:2000腐蚀测试后进行iso标准。差示扫描量热法和扫描电子显微镜。结果。不锈钢矫正线显示E_坑−600 mV,钛合金显示E_坑值约1000 mV。差示扫描量热法检测镍矫正线菱形的阶段,而不是在nickel-titanium-copper发现电线。2°C到3.5°C的差异从制造商的应用基声称被发现,极化样本,分别。结论。0.016不锈钢矫正线被认为是抗腐蚀越少。一个菱形的阶段检测镍矫正线。没有重大差异观察组间关于相变温度。

1。介绍

介绍了一种新技术治疗咬合不正在1970年代末由Kurz et al。1和藤田2,3]。成键的主要特征包括括号舌、腭牙齿表面(图1)而不是粘结颊面。这种焊接方法是为了渲染处理无形的Kurz博士和避免矫正患者受伤的设备而练习武术Fujita博士的情况。

最初,传统支架和矫正线是用于舌矫正治疗。如今,特定支架系统和矫正线是可以从不同的制造商进行舌治疗。最可能发生的情况是,这种技术的主要进步是实验室技术的改进,允许一个精确的支架位置通过间接粘接。引入以来,这项技术已经被证明是有效的治疗各种各样的咬合不正。

生物力学的舌矫正装置不同于那些传统电器(4,5]。点的变化迫使应用程序和不同的形状形式的矫正线用于舌口腔正畸学中扮演重要角色的生物力学差异。

口腔是一个恶劣的环境对任何形式的矫正设备(6]。腐蚀的矫正装置已经彻底研究[7- - - - - -12]。两个主要问题是直接关系到腐蚀的影响:生物相容性和电器性能(13]。最重要的方面是该设备的相互作用可能与患者的腐蚀产物的吸收和可能出现的系统性反应。注意力一直集中在镍(14- - - - - -23),它通常被发现在大多数使用的合金在口腔正畸学像不锈钢(SS)、镍(镍钛)和copper-nickel-titanium (CuNiTi)。

退化的矫正设备相关性能的力学性能下降(7,24]。镍钛形状记忆性能和CuNiTi矫正线也可以扭曲了腐蚀的相变温度的变化。一些研究与差示扫描量热法(DSC)已经处理不同力量的作用和温度对超弹性形状记忆和nonsuperelastic位错矫正线(25,26)和差异,可能是由于降解[27]。

腐蚀电位决定了材料的退化的趋势。它被定义为潜在的腐蚀表面的电解质相对于参比电极开路条件下测量。它通常被称为静态电位或开路电位(E_r(OCP) (28]。(OCP清楚地说明点状腐蚀的阳极区开始。循环伏安法(CV)是用来发现的潜力点蚀发生时使用(OCP作为参考点。点蚀电位也被称为腐蚀电位(E_坑)描述材料研究,允许比较与其他材料的耐蚀性。

许多研究都集中在腐蚀行为和镍释放传统矫正装置,而是我们所知,没有研究描述舌的行为矫正矫正线的腐蚀和电化学特性。矫正线等特征化学成分、显微组织、力学性能和表面处理没有现成的从制造商。尽管它可能是怀疑舌电器的制造商使用相同的合金,这应该是经常发生在矫正研究对比。

本研究的目的是调查的电化学腐蚀行为矫正线用于牙舌体外的条件,来确定体外腐蚀影响镍钛的矫正线的相变温度,并通过DSC CuNiTi合金。

2。材料和方法

本研究使用的舌矫正矫正线(表1)是一个常用的六种不同类型的序列矫正线由同一个制造商(美国加州Ormco Corp .)、Glendora)。进行了矫正线有不同的截面尺寸和使用不同的合金,如表所示1。

2.1。腐蚀测试

矫正线分段是为了产生腐蚀测试样品。连续25毫米的远端调控矫正是减少无菌矫正钳子和孤立点的用蜡测试解决方案和空气之间的间期。腐蚀试验后进行iso标准10993 - 15:2000”医疗器械的生物学评价。15个部分:金属和合金的降解产物的识别和量化。”

301年的测试进行了Voltalab PGZ稳压器(辐射计,哥本哈根,丹麦)由Voltamaster 4控制软件(辐射计分析、维勒班Cedex,法国)。测试解决方案是汉克的平衡盐溶液(HBBS,西格玛奥德里奇有限公司云杉街3050号,圣路易斯,密苏里州,美国)保持在一个恒定的温度控制的37°C。参比电极是一个Ag / AgCl /氯化钾电极(E°= 0.222 V)。使用的辅助电极铂电极,表面有一个240毫米²(辐射计分析、维勒班、法国)。

(OCP是监测3个小时为了让前平价值的极化电阻测试。循环伏安法测定是由扫描的潜力的合金样品在0.25 mV / s的最小电流集−1 + 1的和最大与最小范围设定在100年μ−300 mV和+ 2000 mV (TMA矫正线的上限是+ 2700 mV)在(OCP价值。分解电位(E_b),腐蚀电位(E_坑)和腐蚀电流(我_相关系数)为不同的样品测试记录。

矫正线的样品也准备为了研究镍释放模式和表面通过浸泡试验中观察到的变化表现为30天。其他地方给出的方法和结果(29日]。浸入样品进行了分析并与原片玻璃样品和样品,进行了腐蚀测试在以下分析DSC和图像分析的研究。

2.2。差示扫描量热法(DSC)

考试通过DSC进行镍钛和CuNiTi矫正线的应用基样品,样品只经历了镍释放的浸泡试验和样品后获得腐蚀测试。目的是确定阶段现在和派生转换后可能出现的沉浸和腐蚀测试。为此,2毫米段与无菌钳子从样品。样本的重量,把铝坩埚和密封。一个空控制铝坩埚测量被用于参考。温度从100−200°C扫描的速度5°C /分钟。2920调制DSC V2.4F执行的分析仪器(TA仪器、纽卡斯尔、德尔,美国)。每一组的两个样品进行了测试,以确定测量的重现性一个_年代,一个_f,R_年代(米),R_f(米),米_年代,米_f为不同的群体。

2.3。扫描电子显微镜(SEM)

收到基样品和极化样本检查通过扫描电子显微镜(地产- 6400;JEOL有限公司、日本东京)检查表面腐蚀测试之前和之后的变化。浸入样品进行分析,结果有了其他地方29日]。提出了图像获得×1500放大。

3所示。结果

获得的结果为E_坑,我_相关系数,E_b,(OCP腐蚀测试期间展示在表2。代表循环极化曲线如图2和3。

结果显示一致的测量E_坑。最高的矫正线腐蚀的倾向被发现反应> D-Rect > SS与约值600−0.016×0.022 mV。党卫军0.016调控矫正被发现不耐腐蚀的E_坑−845 mV。钛合金的矫正线显示明显更高的耐腐蚀镍钛矫正线是最耐药(呈现E_坑值约1000 mV)其次是CuNiTi和TMA矫正线。

关于我_相关系数前面展示的,订单是一样的除了TMA显示值为1×10⁻⁵马/厘米²。

E_b值对应的点一定数量的电力可以被探测到,但他们不对应值,描述腐蚀的一般趋势。(OCP值显示一个伟大的变化进行测量。

DSC加热和冷却曲线的应用基镍钛和CuNiTi样本,沉浸和腐蚀状态数据所示4和5。值阶段转换的变化一个_年代,一个_f,R_年代(米),R_f(米),米_年代,米_f在加热和冷却如表所示3。相变温度点已经决定通过十字路口的热流曲线的切线斜率与相应的假设的基线值。

从表可以看出3和数字4和5,一个菱形的阶段(R-phase)没有发现CuNiTi矫正线,同时显示R-phase镍钛矫正线。相变温度有很大的不同在比较镍钛和CuNiTi电线。

SEM图像矫正线的应用基和两极分化状态图所示6。表面的差异可以看出当比较样本进行了腐蚀测试。

4所示。讨论

电化学测量(OCPE_b显示相同的合金样品之间的差异很大。表面的变化可以影响结果由于不同的表面处理和表面缺陷30.- - - - - -35]。在这项研究中使用的所有样本提出了不同类型的表面缺陷的SEM图像应用基组显示(图6)。(OCP和E_b是必要的值执行简历分析之前考虑到他们周围的点作为阴极阳极过渡可以找到或腐蚀性的攻击开始了。因此,在(OCP和可变性E_b相同的合金样品中并不重要。最重要的腐蚀分析价值E_坑鉴于它允许对比材料。测量时发现了一致的结果E_坑的样本相同的合金。(OCP和E_b表明此时开始全面腐蚀,但它是E_坑显示抵抗腐蚀的能力。经常在矫正文献,(OCP,E_b,E_坑使用相同的测量,而事实上他们是不同的概念。

简历结果显示类似的腐蚀抗性反应,D-Rect,党卫军0.016×0.022矫正线。党卫军0.016调控矫正被发现不耐腐蚀。类似的腐蚀电位预计党卫军矫正线,因为它们都是由相同的合金和由相同的制造商。SEM照片显示很多缺陷SS党卫军相比0.016矫正线0.016×0.022和响应和D-Rect矫正线。这个事实可以解释的差异中发现简历相比矫正线相同的合金和制造商。获得的结果相媲美的其他作者(36]。

镍钛和CuNiTi显示高耐腐蚀。TMA矫正线被证明是惰性的腐蚀条件下测试了。这些结果与其他作者发现用于传统正畸矫正线(37- - - - - -39]。

DSC测试之前进行35°C CuNiTi矫正线相同的制造商与用于目前的研究(27]。收到基矫正线中被发现没有明显的统计学差异。此外,没有发现显著差异时,作者应用基和检索矫正线相比,除了显著减少热焓与martensite-to-austenite 27°C矫正线过渡。

虽然一些传统进行了DSC研究无法检测到R-phase 35°C (CuNiTi矫正线26,40),其他作者观察到它不断27,41,42]。看来temperature-modulated DSC Brantley et al。(所使用的41)可以提供更大的决议,允许R-phase的检测。尽管,常规进行DSC也能检测到一个R-phase。一些研究表明,存在一个R-phase可能与铜合金中。一些作者(43,44]认为CuNiTi合金含有大量的铜5%以上wt不R-phase展览,这是符合Brantley et al。41]。这可能是为什么R-phase不是发现在我们的研究中使用的样本。

可以看到CuNiTi样本之间的主要区别在沉浸样本。50%的奥氏体相变温度明显已经走向一个更高的温度(图5)。可以观察到的增加滞后鉴于50%的马氏体相变温度保持不变。

DSC结果收到基CuNiTi和极化样本相似。看来,尽管缺乏结构结果恒电位阳极极化后,CuNiTi矫正线不改变其相变温度特性。

比尔曼et al。27)发现,一个_f的27°C和35°C CuNiTi矫正线是在大约2°C的制造商声称,这是相似的一个_f在其他的研究发现(42,45]。结果本研究CuNiTi矫正线显示类似的结果,一个_f区别是在2°C到3.5°C从制造商声称考虑应用基矫正线和矫正线检测腐蚀,分别。

临床意义在这个转变温度35°C很重要,因为2 - 4°C的变化转变温度可能误导医生寻求特定的矫正效果在一个给定的温度。

所有测试镍钛样品表明的存在一个R-phase前奥氏体和马氏体转变。这是在协议与其他几个作者的结果(41,42,46,47]。低浓缩铀et al。48)采用DSC表明阶段转换并不直接所涉及到的流程,他们立即菱形的结构描述的戈尔茨坦et al (49和大冢50]。

加热的样品显示了属于martensite-to-austenite的吸热峰变换。

有一个吸热峰非常接近0°C,根据文献和实际知识47是菱形的阶段(R-phase)。超过50%的R-phase转换实现对所有样品到达0°C。50%的吸热峰R-phase显示轻微的差异对高温但他们没有被认为是重要的。

第二个吸热峰的50%奥氏体转变也是相同的标本,和值是12.5°C围绕6.25°C,在这一点上R-phase就完成了。镍钛矫正线似乎已经达到几乎完全奥氏体相温度接近体温。

马氏体的温度很低。NiTi-tested矫正线是奥氏体在室温下。这与先前的研究一致通过布拉德利et al。46]。

通过SEM图像研究可以确定当比较不同极化样品收到基与沉浸样本。已经显示在其他地方(29日)、图像技术,使表面粗糙度测量需要为了描述样本之间的差异,已经经历了一个浸泡试验和应用基矫正线鉴于SEM图像不允许差异应用基与immersion-tested矫正线之间。

所有学生矫正线研究了表面制造缺陷似乎是由于绘图过程。亨特et al。(51),这些缺陷可能是由于矫正线的绘制通过钻石模具在生产过程中产生的纵向开槽。根据最后的横截面,不同的生产流程。似乎越高数量的机械制造业的过程线,发现制造缺陷的数量越高。这是在协议与观察做扫描电镜图像的应用基SS矫正线。

极化后,反应调控矫正显示了广义表面的影响。所有的电线链已经严重受损。D-Rect调控矫正似乎承受线极化比回应。Unpitted不锈钢可以观察到,和坑似乎主要位于边缘的线,形成这个编线。

0.016和0.016×0.022党卫军矫正线似乎同样受到极化的影响。0.016×0.022调控矫正的边缘已经极大地影响。伊迪et al。52)观察到一个类似的发现注意到坑发生在锋利的边缘电场的矩形线将是最大的。

镍钛、CuNiTi和TMA矫正线似乎不同于纳粹党卫军矫正线在腐蚀测试。

收到基矫正线的初始扫描表明,他们有一个粗糙的表面光洁度。表面不存在广义开槽由于制造过程与SS矫正线观察。

SS组矫正线显示低阻恒电位极化后的扫描显示严重的点状腐蚀极化和高结构性破坏。

镍钛显示离散开槽垂直于纵轴的调控矫正回忆说观察到0.016党卫军矫正线表面缺陷。酸洗表面高于观察0.016党卫军调控矫正。镍钛表面有高密度的毛孔和白色斑点高度氧化点。据沃克et al。7),明亮的白色斑点似乎夹杂物的电线。镍钛扫描非常类似于那些通过其他作者(7,9,12需要强调没有显著差异。

镍钛表面变化的恒电位极化后很容易看到。极化的示例显示了一个经常发现粗糙面如其他作者所述7]。

CuNiTi显示特征表面形貌与表面粗糙,比镍钛调控矫正粗糙。它表明纵向沟槽,这种调控矫正的特征表面似乎是由于再结晶细粒面向的方向拉的生产流程中描述的其他研究传统矫正线(Fischer-Brandies et al。40)和沃克et al。7])。Fischer-Brandies et al。40]在调控矫正一些夹杂物特征Ti-rich夹杂物2μ过米长度,c的降雨,有些表面缺陷边缘的平方线。扫描得到的作者是在当下获得几乎相同的研究。

恒电位极化的CuNiTi调控矫正介绍清楚表面形貌的变化。以前描述的初始地形特征消失,和一个非常粗糙的表面。有一个粗化表面的氧化层出席方显示在扫描。这个平方线的边缘是很受损。

TMA扫描显示一个非常粗糙的表面极化前后。它的表面是粗糙的镍钛和CuNiTi矫正线。

虽然恒电位极化后变得粗糙,镍钛,CuNiTi, TMA矫正线并没有改变他们的形状,把部分后耐腐蚀测试,因此更比纳粹党卫军矫正线的研究。最耐恒电位极化的维持原来的表面形貌是紧随其后的是镍钛TMA矫正线矫正线最后CuNiTi矫正线。

5。结论

舌矫正矫正线测试显示类似的耐腐蚀性能与使用传统的正畸治疗。

镍钛的发现R-phase矫正线,35°C CuNiTi矫正线没有表现出来。2°C到3.5°C的差异从制造商的应用基声称被发现,极化样本,分别CuNiTi矫正线。

SEM分析表明,制造缺陷经常发生学生矫正线和极化时是高度扭曲的。镍钛、CuNiTi和TMA矫正线显示高极化阻力最小的结构性破坏。

Aknowledgments

本文基于论文提交研究生部(巴塞罗那)大学牙科学院的部分实现的要求博士学位。这次调查的部分支持由巴塞罗那大学的研究(2007)。作者要感谢在大学提供的帮助为加泰罗尼亚(西班牙)何塞玛丽亚马纳格博士和费尔南多·维拉尔本研究获得的图像。图1(一)请捐赠了a Hayes博士(圣路易斯,密苏里州,美国)。作者特别感谢格里高利博士Stylianos Antonarakis日内瓦大学的正畸分工(瑞士)样式修改。

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