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. TC4和CoCrMo材料的力学性能
性能 | TC4 | CoCrMo |
化学成分 | Ti:余留 | Co: 64.44% |
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. TC4和CoCrMo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 | 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:在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.TC4和CoCrMo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。