磷酸和氟化钠对纯钛渗氢的影响以及对其生物学行为影响的探讨

《磷酸和氟化钠对纯钛渗氢的影响以及对其生物学行为影响的探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、南方医科大学2011级博士学位论文磷酸和氟化钠对纯钛渗氢的影响以及对其生物学行为影响的探讨TheInnuenceofPhosphoricacidandsodiumnuorideontheef诧ctofHydrogenEmbrittlementandontheBiologicalBehaViorofTitanium课题来源：国家自然科学基金(81170998)广东省医学科研基金(C2012034)学位申请人导师姓名专业名称培养类型培养层次所在学院贾芳周磊教授外科学学术型博士研究生第一临床医学院2014年3月25日广州博士学位论文缨咝赠幽螋磷酸和氟化

2、钠对纯钛渗氢效应的影响以及对其生物学行为影响的探讨博士研究生：贾芳指导教师：周磊教授摘要研究背景口腔种植领域中，纯钛表面处理一直是学者们为提高种植体初期稳定性以及骨结合的关注焦点。目前钛表面处理工艺中最常用的方法包括多个途径：化学处理、物理处理、生物学处理等。其中化学处理中的酸蚀法是目前公认的可达到临床基本需求的常用方法。酸蚀的配方多种多样，但目前使用最广泛的方法为：49％H2S04：19％HCl体积比为1：l时在60℃水浴中反应30分钟。此酸蚀方法实质为利用硫酸的强氧化性，在钛表面成一层致密的二氧化钛膜，而盐酸中的氯离子对该层氧化膜具有强亲和力

3、，通过氯离子与氧化膜中的氧发生置换，进而形成可溶性的产物TiCl4。，达到对钛的腐蚀。因此，这种传统的酸蚀过程主要分为两步：第一：硫酸使钛表面发生还原反应，形成氧化膜；第二：盐酸使该氧化膜形成可溶性的氟化物，达到蚀刻效果。可见，硫酸和盐酸虽具有较强的腐蚀性能，但当用于纯钛的酸蚀，两者须发挥协同作用才可。该酸蚀配方可以去除钛材表面氧化膜，并达到临床上对粗糙度以及表面微孔形貌的要求。然而，由于硫酸及盐酸均为强酸，其在水溶液中可发生完全电离，溶液中存在大量游离氢离子，并大量渗透至钛材基体中，导致材料严重的渗氢，明显降低材料的机械性能，缩短材料使用寿命。

4、另外，浓硫酸在加热条件下可以发生还原反应产生腐蚀性的二氧化硫气体，亦会对材料表面造成污染，不利于蛋白和细胞的吸附。因此，该传统配方在某些方面不具备理想酸蚀液的要求，需要寻找一种新的方法就这些缺点加以改变并提高。摘要在口腔种植应用中，常因患者咬合力过大，咬合间隙过紧，咬合侧向力大，种植上部结构冠根比例过大以及螺丝长期磨损致使其与基台不密合等原因，在反复应力作用下出现种植上部结构中螺丝的折断，此时断端螺丝多位于种植体内或基台内部。另外，当种植体采用硬度较低的纯钛材料，且种植体与周围骨结合良好时，由于上部结构设计的不合理而使种植体承受过大的扭力，如过长

5、的悬臂梁设计，或者对于颈部设计较细窄的小直径种植体而言，当攻丝不足但仍使用较大力旋入种植体时，均可发生种植体的折断，尤以在骨质致密的下颌前牙区多见。折断的种植体和螺钉的取出均十分困难，需要使用专用器械及工具，且操作时间长，效果无法预计，给患者带来了额外的创伤以及巨大的精神负担，不利于良好医患关系的维持。因此，在对纯钛进行传统酸蚀的过程中，由于大量的游离氢离子以及钛本身对氢的敏感性，极易发生严重渗氢，其在持续缓慢的应力作用下导致种植部件发生断裂，这是氢脆的一类表现，是在临床工作中应该避免出现的。鉴于氢脆断裂对临床工作造成的诸多不利影响以及远期预后的

6、不确定性，因此，寻找一种新的酸蚀方法代替这种传统酸蚀方法的要求则变得更加迫切。约loo年前，有学者发现当氢存在于金属中时，会降低金属的某些力学性能，因此，这种因渗氢导致的金属机械性能降低的现象被称为氢脆。氢脆可降低金属材料的弹性模量，抗拉强度，屈服强度，疲劳强度以及断裂韧性等，均可严重影响金属在长期持久应力下的使用寿命。氢对金属的损伤，通常分为6类：a)氢脆(包括延迟损伤和延迟断裂)。当氢在金属中局部达到一定饱和浓度时，可降低金属的延展性和韧性，严重时可导致延迟断裂的发生。b)氢腐蚀。金属中的氢在高温高压的条件下，可与其中的碳结合形成甲烷。当这些

7、气体形成的压力达到某一临界值时，可导致晶界上产生微裂纹。c)氢化物。氢进入过渡元素及其合金的晶格中所形成的间隙型氢化物。d)微裂纹。若金属在冶炼过程中带入过量的氢，且这些氢不能扩散外逸，便会存留在材料缺陷处形成氢分子，后者使材料内部发生晶格畸变，甚至形成微裂纹。e)氢鼓泡。在硫化氢等腐蚀环境中博士学位论文使用的金属，或者对金属进行充氢的操作时，当扩散进入金属中的氢原子在非金属夹杂物中或者较大的缺陷处聚集并形成氢分子时，就可能出现氢鼓泡。f)流变性退化。氢进入金属后，可导致金属的韧性降低，合金在高温下的抗蠕变性能下降。因此，采用一种新的酸蚀配方，在

8、达到临床对于表面粗糙度和表面形貌要求的同时，尽可能降低对钛材的渗氢，以代替传统酸蚀方法，则变得十分有意义。曾有大量关于不同种类有机酸对纯