口腔修复用钛锆铌锡合金机械性能及体内外的生物毒性

背景:在口腔修复领域广泛应用的纯钛和Ti-6AI-4V合金存在强度低,耐磨性较差,加工性能不理想,易出现卡环折断现象等缺点,并且含有人体有害的AI及V元素.因此,研制机械性能优良,生物学性能良好的口腔修复用钛合金,对于克服纯钛及钛合金修复体的缺陷,扩大口腔钛合金修复体临床应用范围,提高齿科修复体的质量及制作水平具有重要意义.目的:评价口腔修复用钛锆铌锡(Ti-12.5Zr-3Nb-2.5Sn)合金机械性能及体内外生物毒性.设计、时间及地点:对比观察实验,于2008-04/2009-02在天津市材料复合与功能化重点实验室、天津医科大学附属口腔医院口腔生物材料实验室及天津市现代医药开发研究所完成.材料:纯度为99.9%的钛板,纯度为99.9%的锆板,纯度为99.9%的铌棒和纯度为99.9%的颗粒状锡由宝鸡市胜超有色金属材料有限公司提供.方法:制备Tj-Zr-Nb-Sn合金,测试合金的机械性能和显微硬度,观察拉伸试样的金相组织、物相结构及断口形貌.参照ISO7406 技术报告中的相关标准,对Ti-Zr-Nb-Sn合金进行细胞毒性实验和急性全身毒性试验.主要观察指标:机械件能,合金金相结构,端口形貌,细胞相对增殖率,急性毒性反应.结果:Ti-12.5Zr-3Nb-2.5Sn 抗拉强度为(652.0±34.5)MPa,屈服强度为(590.0±29.8)MPa,延伸率为(28.3±2.4)%,弹性模量为(93.8±7.9)GPa,维氏硬度为(315.8±13.0)HV,XRD分析显示合金显微组织主要为α相,金相组织表现为细小的针状α相结构,合金断口呈韧窝状形貌,体现出良好的韧性断裂特征.细胞毒性试验及急性全身毒性试验结果表明本研究制备的钛锆铌锡合金细胞相对增殖度为124%,分级为0级,无细胞毒性;未见任何急性毒性反应.结论:Ti-12.5Zr-3Nb-2.5Sn 合金具有良好的机械性能和生物安全性,可满足口腔修复材料的临床应用要求.

Mechanical properties and in vitrolin vivo biotoxicity of Ti-Zr-Nb-Sn alloy for dental restoration