牙科金屬3d打印材料的力學性能至關重要,因為牙科修復體必須滿足相應的強度、硬度、塑性和彈性要求,才能安全可靠地應用于牙齒修復領域。
1. TC4和CoCrMo材料的力學性能
性能 | TC4 | CoCrMo |
化學成分 | Ti:余留 | Co: 64.44% |
密度 (g/cm3) | 4.42 | 8.30 |
抗拉強度/Mpa | 1120±20 | 1270±50 |
抗屈強度/Mpa | 1010±50 | 990±50 |
斷裂延伸率/% | 12±2 | 12±1 |
彈性模量 (GPa) | 110±10 | 200±20 |
硬度/HV5 | 370±5 | 400±5 |
從上表可以看出,鈦合金的密度只有鈷鉻合金的一半,鈷鉻合金更輕,低密度牙體修復體可以緩解口腔感覺。鈦合金的導熱系數僅為鈷鉻合金的1 / 6,因此牙科鈦修復體可以保護牙髓免受冷熱刺激。此外,TC4鈦合金的彈性模量與人體硬組織最接近,其彈性變形遠高于鈷鉻合金,在臨床實踐中顯示出良好的回彈能力。
2. TC4和CoCrMo材料的腐蝕性能
修復體長期置于口腔環境中,離子的溶解是不可避免的。因此,牙科金屬材料需要具有一定的耐腐蝕性能,從而最大限度地減少金屬離子的沉淀,降低安全健康風險。
種類 | 7天總溶解離子 | 材料 | 溶解的離子 |
少量溶解 | 0-9 | TC4 | Ti,Al,V |
CoCrMo | Co,Cr,Mo,Ni |
不同材料中溶解的離子總量
一些研究人員測試了3D打印鈦合金的耐腐蝕性能。試驗結果表明:在37℃條件下,在規定的溶液中溶解7天的總金屬離子為5.6μg/cm2,具有良好的耐腐蝕性能,達到了貴金屬的耐腐蝕水平。
3.TC4和CoCrMo材料的生物相容性
生物相容性相關因素是指材料對人體不應有毒性、刺激性、致癌性和對人體無致畸性。在體內正常代謝的情況下,應保持穩定狀態,不發生生物變性,其代謝或降解產物對人體無害,易于代謝。
研究表明,鈦合金具有較強的耐磨性、良好的細胞相容性和較強的耐蝕性,是牙科應用材料的首選,其次是鈷鉻合金材料。鈷鉻合金對HGF細胞有一定的細胞毒性,鈦合金對HGF細胞有良好的細胞相容性。
鈦合金和鈷鉻合金是非常成熟的生物醫用材料。如果非要說哪一種材料更好,我們只能說沒有最好,只有更好。