行业应用 齿科

3D打印材料TC4与CoCrMo在牙科中的应用比较

News 17,oct,2020

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. TC4CoCrMo材料的力学性能

性能

TC4

CoCrMo

化学成分

Ti:余留
Al: 5.5-6.5%
V:3.5-4.5%

Co: 64.44%
Cr: 28.3%
Mo: 5.85%

密度 (g/cm3)

4.42

8.30

抗拉强度/Mpa

1120±20

1270±50

抗屈强度/Mpa

1010±50

990±50

断裂延伸率/%

12±2

12±1

弹性模量 (GPa)

110±10

200±20

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. TC4CoCrMo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。

种类

7天总溶解离子
         (μg/cm3)

材料

溶解的离子

少量溶解

0-9

TC4

Ti,Al,V

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:37℃条件下,在规定的溶液中溶解7天的总金属离子为5.6μg/cm2,具有良好的耐腐蚀性能,达到了贵金属的耐腐蚀水平。

3.TC4CoCrMo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。

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