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材料學(xué)是對口腔修復(fù)學(xué)影響最大的學(xué)科之一，口腔應(yīng)用材料學(xué)的發(fā)展，對口腔修復(fù)質(zhì)量的提高具有不可取代的作用。

義齒制作用的金屬材料可以分為貴金屬、半貴金屬和非貴金屬三大類，其中非貴金屬性價比較高，而且隨著牙科材料的不斷研發(fā)和改進(jìn)，很多非貴金屬的生物安全性和可靠性都在提升，其中鈷鉻合金、純鈦和鈦合金是目前最常見的牙科非金屬種類，也是牙科最常用的3D打印金屬種類。那這三種金屬在性能上有何區(qū)別？

01、不同牙科金屬力學(xué)性能對比

牙科金屬材料的力學(xué)性能至關(guān)重要，因?yàn)橹谱鞒龅牧x齒修復(fù)體需要在強(qiáng)度、硬度、塑性和回彈性方面滿足相應(yīng)的要求，才能安全可靠的應(yīng)用在口腔修復(fù)領(lǐng)域。

為了更準(zhǔn)確對比三種金屬材料的性能，減少成型工藝對最終成型材料力學(xué)性能的影響。本研究選用目前市場上三種金屬材料，統(tǒng)一采用激光選區(qū)熔化成型工藝，最后再對比成型后的性能。

力學(xué)測試件的成型照片

不同牙科金屬材料成型后的力學(xué)性能對比

從以上對比表格可以看出，純鈦及鈦合金的密度僅為鈷鉻合金的一半，屬于輕量化的牙科金屬；低密度的牙科修復(fù)體能夠減少口內(nèi)異物感；此外，鈦及鈦合金的導(dǎo)熱性僅為鈷鉻合金的六分之一，因此, 牙科鈦修復(fù)體具有保護(hù)牙髓、避免冷熱刺激的作用。此外，TC4鈦合金彈性模量與人體硬組織最接近，屈服強(qiáng)度又高，可發(fā)生的彈性變形要遠(yuǎn)超鈷鉻合金，在臨床上就變現(xiàn)出良好的回彈性。

純鈦及鈦合金都是常見的輕量化牙科金屬材料，純鈦雖然具有較高的延伸率，可塑性較強(qiáng)，但是純鈦的強(qiáng)度和硬度較低，口內(nèi)長期使用容易變形，固位力下降明顯。而TC4鈦合金相比純鈦，具有較高強(qiáng)度和硬度的同時，兼具彈性和塑性，更匹配口腔臨床使用的要求，耐久性更好。

02、不同牙科金屬耐腐蝕性能對比

金屬材料長期處于口腔環(huán)境中，難以避免會有金屬離子析出。因此牙科金屬材料需要具有一定的耐腐蝕性，盡可能減少金屬離子析出，減少安全健康隱患。

本文還通過實(shí)測數(shù)據(jù)結(jié)合國內(nèi)外研究文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，對比了三種材料的耐腐蝕性。

其中重慶醫(yī)科大學(xué)的文獻(xiàn)《口腔用生物金屬材料的耐蝕性能》根據(jù)不同材料的金屬離子析出范圍，將金屬材料分成了三類，如表2所示，純鈦、TC4鈦合金和鈷鉻合金都屬于較少溶出量種類，7天溶出離子總量都低于9μg/cm2。

不同金屬材料浸泡溶出離子總量

本文研究人員對3D打印的鈦合金進(jìn)行了耐腐蝕性實(shí)測，測試結(jié)果表明：在37℃、7天釋放到指定溶液中的總金屬離子為5.6μg/cm2，具有較好的耐腐蝕性，達(dá)到了貴金屬的耐腐蝕性水平。3D打印技術(shù)參考在查閱資料時發(fā)現(xiàn)，中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院口腔科的研究指出3D打印的鈷鉻合金比鑄造的鈷鉻合金耐蝕性更優(yōu)；另有研究發(fā)現(xiàn)3D打印的純鈦比鈦合金具有更好的耐腐蝕性。

03、不同牙科金屬生物相容性對比

與生物相容性相關(guān)的因素主要包括材料對人體應(yīng)無毒性、無刺激性、無致癌性和致畸變等作用。在體內(nèi)正常代謝作用下，應(yīng)保持穩(wěn)定狀態(tài)，無生物退變性，其代謝或降解產(chǎn)物對人體無害，且易被代謝。

本文還通過實(shí)測數(shù)據(jù)結(jié)合國內(nèi)外研究文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的方法，對比了三種材料的生物相容性。

其中文獻(xiàn)《口腔金屬材料安全性、相容性以及功能性的評價》研究顯示鈦金屬及其合金材料耐磨損性能強(qiáng)、細(xì)胞相容性好、耐腐蝕性能強(qiáng)，是首選的應(yīng)用材料，其次是貴金屬合金材料和鈷鉻合金材料。

文獻(xiàn)《鈷鉻合金與鈦合金修復(fù)材料的細(xì)胞相容性研究》表明鈷鉻合金對HGF細(xì)胞具有一定的細(xì)胞毒性，而鈦合金細(xì)胞相容性良好。

有關(guān)3D打印純鈦的生物相容性以及鈦合金耐腐蝕性和生物相容性的研究

從上表的文獻(xiàn)結(jié)果匯總也可以發(fā)現(xiàn)，鈦合金材料在經(jīng)過3D打印成型后具有較好的生物安全性。

04、結(jié)語

醫(yī)用材料對于生物性能的要求極高，生物相容性是醫(yī)用材料應(yīng)用于人體后與機(jī)體之間發(fā)生相互作用，醫(yī)用材料與人體機(jī)體對相互作用的反應(yīng)能力能夠保持相對穩(wěn)定而不會相互排斥。

傳統(tǒng)工藝制作的純鈦、鈦合金以及鈷鉻合金已經(jīng)是應(yīng)用非常成熟的生物醫(yī)學(xué)材料，在復(fù)雜及個性化醫(yī)療器械加工與制造過程中，也逐漸開始運(yùn)用金屬3D打印技術(shù)。兩種工藝所制造的試件都具有良好的生物安全性，且在某些條件下，3D打印試件的性能更優(yōu)于傳統(tǒng)鑄軋。3D打印技術(shù)不會改變材料的生物安全性，利用該技術(shù)的優(yōu)勢，純鈦、鈦合金以及鈷鉻合金將在牙科及骨科等個性化醫(yī)療領(lǐng)域?qū)懈玫膽?yīng)用前景。如果非要說那種材料更好，只能說，沒有最好，只有更好。