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包埋材料不同配比对钴铬合金铸造冠精密度的影响

首席医学网      2010年08月26日 11:48:17 Thursday  
 
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作者:陈 宇 宗 敏    作者单位:(山东东营胜利油田中心医院口腔科 东营 257034)

【摘要】  目的:探讨磷酸盐包埋材料的不同配比对钴铬合金铸造全冠精密度的影响,提高铸造精密性。方法:以磨牙为研究对象制作锥型黄铜帽状试件,以相应的圆柱型黄铜管控制熔模的高度、厚度,高度差为1.8±0.1mm,将嵌体蜡注入得到全冠蜡型。采用无圈包埋法包埋,共分三组,分别为: Bellavest快速包埋材料混合液中专用液的比例分别为60%、80%、100%。采用包埋后0.5小时快速升温法焙烧;高频离心铸造、喷砂、就位。用加成型硅橡胶印模材料取得铸件与模具的间隙模型,用金相显微镜观察硅橡胶膜的厚度并拍摄,用金相检验软件系统测量硅橡胶膜的厚度即可得到铸件与模具的间隙值,在硅橡胶代型顶面、轴面分别取点测量硅橡胶膜的厚度;将铸件在模具上就位,用金相显微镜采集图像并测量铸件的边缘浮出量。结果:Bellavest包埋料混合液中专用液的比例分别为60%、80%、100%快速升温法三组中,硅橡胶膜的顶面厚度、金属边缘浮出量差别有统计学意义;轴面厚度差别无统计学意义。结论:磷酸盐包埋材料的不同配比对铸造全冠的精密度的影响有显著差异。

【关键词】  磷酸盐包埋材料;铸造全冠;精密度;边缘浮出量

 Study in precision of casting crown with bonded investments in different proportion

  Chen Yu Zong Min

  【Abstract】Objections: To investigate the effect of the precision of casting crown with phosphate-bonded investment with different proportion, improve the accuracy of casting in clinic. Methods: We chose molar as our objects, made taper brass-caped testing flip. We used corresponding brass cannulation to control the fusing mode’s height and width, the difference of it’s height was 1.8±0.1mm. Then we melt the inlay wax into the tooting. When the wax was cooling we obtained the full crown wax model. After that, we used non-band embedding method to band casting rings, in which there were 3 casting rings with Bellavest fast band investment, the proportion of the special liquid of the bond investment was 60%,80%,100%, respectively. The method of ascending the temperature was fast speed method. After embedding, we did high-frequency centrifugal force casting, sand blasted and fitted. Then we used additional type silicone rubber impression material to obtain the clearance model between the casting crown and tooting, observed the thickness of the silicone rubber impression film and took pictures with metallurgical microscope, measured the thickness of the silicone rubber impression film with metallurgical analysis software system, so that we could get the value of the clearance between the casting crown and tooting, measured the width of the silicon rubber impression film at the top and axis, when we fitted the casting crown to the tooting, we could use the photo took by the metallurgical microscope and measured the margin opening of the casting crown. Results: In the three groups of the fast speed ascending temperature methods used Bellavest fast band investment with the proportion of the special liquid of the bond investment was 60%, 80%, 100%, respectively. There were statistic meanings in the thickness of top side of the silicone rubber impression film, the margin opening of the metal. But there was no statistic meaning in the thickness of the axis side. Conclusions: There is significant difference in effecting of the precision of the casting full crown with different proportion of phosphate-bonded investment.

  【Key words】Phosphate embedding material; Casting entire crown; Accuracy; The edge emerges the quantity 金属材料在口腔医学中的应用历史悠久,特别是失蜡铸造法问世后,不同种类的金属材料广泛应用于不同类型修复体的制作。在金属的铸造过程中,蜡型的制作、包埋材料的性质、包埋方法、合金本身的组成等多种因素均影响铸造收缩[1,2]。解决合金铸造收缩的主要途径是利用包埋材料的膨胀以及各种包埋、铸造技术来补偿金属的铸造收缩[3]。临床上应用最广泛的是钴铬合金。它的铸造收缩率在2.13%-2.24%之间,且熔点高,需要耐高温且膨胀率大的包埋材料。目前在钴铬合金铸造中多采用磷酸盐包埋材料。本实验研究磷酸盐包埋材料不同配比对钴铬合金铸造冠精密度的影响,以指导临床选择较为合适的材料和方法,提高铸造精确性。

  1 材料与方法

  材料与设备:Bellavest SH快速烤瓷包埋材及专用包埋液(德国BEGO公司),钴铬烤瓷合金(德国BEGO Wirobond 280),加成型硅橡胶(瑞士康特齿科材料公司 AFFINIS),金相显微镜(精度为0.001mm,NIKON EPIPHOT 300 Japan)等。

  2 方法

  2.1 模具制作:用黄铜制作模具,以磨牙为研究对象制作锥型帽状试件,聚合角6.8°,采用90°肩台。肩台宽1.0mm,试件总高(5.0±0.1)mm,上直径(8.8±0.1)mm,下直径(10.0±0.1)mm。为使制取的熔模在高度、厚度上保持一致,熔模的高度、厚度以相应的圆柱型黄铜管控制,高度差为1.8±0.1mm。(见图1)

  图1 模具示意图

  2.2 蜡型制作:用石蜡油涂于模具内做分离剂。将模具内外两部分套在一起,用大蜡勺熔化嵌体蜡,待蜡熔化后注入模具内,用500克天平砝码加压。待蜡降至室温后将模具内外两部分离,检查蜡型边缘是否完整,用雕刻刀将多余蜡除去,然后取出蜡型,安插直径2mm、长10mm的铸道,铸道与顶面呈90度,并在蜡型顶面烫出一直径为0.3mm的排溢孔,用无水酒精脱脂后一小时内包埋。

  2.3 包埋:本实验选用Bellavest SH快速烤瓷包埋材及专用包埋液进行包埋,粉液比为粉:专用包埋液与水混合液=100g∶24ml;其中专用液的比例分别为60%、80%、100%。均采用无圈包埋法,铸圈为相同高度和相同内径的纸圈,高度为70mm,内径为45mm。每圈包埋5个实验标本。包埋材料按上述粉液比混合后手工调拌20秒,再使用真空搅拌机真空搅拌30秒,震荡包埋,排出气泡。置于操作台上固化。

  2.4 焙烧和铸造:包埋0.5小时后将铸圈放入预热800℃温控电阻箱内,加热至900℃维持30min采用高频离心铸造机进行钴铬合金的铸造。

  待铸圈在室温下冷却取出铸件,喷砂清除铸件表面剩余包埋料及氧化层。切去铸道,就位。

  2.5 冠精度的测量:将加成型硅橡胶印模材AFFINIS中的细部印模材注入铸件组织面后在模具上就位,用手指加压十分钟待硅橡胶凝固,此时就在铸件与模具之间形成一薄层硅橡胶膜,这层硅橡胶薄膜代表了铸件与模具间的间隙,我们称为间隙模型。然后将铸件从模具上取下,硅橡胶薄膜就留在铸件内面,再将粗部印模材调和后注入铸件内面,待硬固后取出。这样两种硅橡胶就结合在一起,得到了硅橡胶代型(见图2)。

  图2 获取间隙模型示意图

  注:蓝色的流体型硅橡胶占据了基牙和铸造冠的间隙,其厚度就代表了间隙的大小。用黄色的重体型硅橡胶将其固定后就可以对其切割,测量厚度。将硅橡胶代型纵向剖为四半,分别在硅橡胶代型顶面、轴面距顶面1毫米、轴面距肩台1毫米处分别取点测量硅橡胶膜的厚度,用金相显微镜观察硅橡胶膜的厚度并拍摄,用金相检验软件系统测量硅橡胶膜的厚度即可得到铸件与模具的间隙值。

  将铸件在模具上就位,用金相显微镜采集图像并测量铸件的边缘浮出量。

  2.6 统计分析:对本实验数据用SPSS13.0软件进行ANOVA分析,P<0.05时数值在统计学意义上有显著性差异。

  3 结果

  本实验分别测量铸件顶面、轴面近顶部、轴面近肩台部硅橡胶膜的厚度及边缘浮出量并分别取平均值(见表1、图3、图4)。

  图3 Bellavest包埋材料不同配比比较

  注:硅橡胶代型镜下照片。上为Bellavest专用液80%组;中为Bellavest专用液100%组;下为Bellavest专用液60%组(放大倍数100)图4 Bellavest包埋材料不同配比比较

  注:边缘浮出量镜下照片。上为Bellavest专用液80%组;中为Bellavest专用液100%组;下为Bellavest专用液60%组(放大倍数100)表1 包埋材料的不同配比对铸造冠精密度的影响

  顶面平均 轴面近顶部 轴面近肩台部 金属边缘浮出量Bellavest100% 319.10±7.914 93.987±13.930 68.268±22.137 285.005±79.866Bellavest80% 145.87±58.23 104.417±23.829 83.806±21.253 99.398±40.234Bellavest60% 459.63±55.820 78.301±21.971 82.438±11.257 372.099±31.80

  其中三组顶面厚度比较P<0.05,有统计学意义;边缘浮出量比较P<0.05,有统计学意义;轴面厚度两项比较P>0.05,无统计学意义。

  4 讨论

  精密度是评价修复体适合性的重要指标。适合性是衡量固定修复体临床效果、质量的重要指标之一,它反映了修复体整体就位的完全程度和边缘密合度。按美国牙科协会(ADA)规定的标准,全冠修复体粘固剂厚度为25~40μm[4],但在临床应用中很难达到。Fraunhofer[5]和McLean[6]等人在经过大量的临床实验研究后认为,边缘浮升量不大于120μm是临床可以接受的。

  由于合金在铸造过程中均有不同程度的收缩,需要依靠包埋材料的膨胀来补偿,所以包埋材料的膨胀率对铸造精度有较大影响。磷酸盐包埋材料的膨胀包括凝固膨胀、吸湿膨胀和热膨胀,总膨胀量是三种膨胀量之和。

  磷酸盐包埋材料按状态可分为粉剂和液剂。粉剂包括石英、方石英或二者的混合物、氧化镁(MgO)、磷酸二氢氨(NH2PO4)、磷酸二氢镁(Mg(H2PO4)2)等;液剂为水或硅溶胶或者二者的混合液。磷酸盐包埋材料的热膨胀主要来源于二氧化硅的膨胀,它较凝固膨胀稳定,大约为1.2%左右[7]。包埋料填料中方石英所占比例越大,则热膨胀率越大。另外,粉液比大者,热膨胀率也大。用硅胶溶液调拌磷酸盐包埋料,可显著增加磷酸盐包埋料的凝固膨胀,吸湿膨胀、热膨胀,并增加磷酸盐包埋料室温及高温时的抗压强度,改善表面光洁度,因此各产品的磷酸盐包埋材料一般均有相匹配的硅胶专用液,使用时可通过改变硅胶专用液的浓度调节磷酸盐包埋材料的性能。

  本实验中通过改变包埋材料中粉剂与混合液中包埋专用液的配比可以看出:改变混合液中包埋专用液的比例可以改变包埋材料的膨胀率。这是由于包埋专用液由水和硅溶胶的混合液组成,改变混合液中专用液的配比即是改变调拌液中硅溶胶的浓度,而硅胶溶液可以增加磷酸盐包埋料的凝固膨胀、吸湿膨胀、热膨胀。所以专用液的浓度越高,膨胀率也越大。本实验中包埋材料不同的配比对铸造冠的顶面间隙和金属边缘浮出量有显著影响,对轴面间隙的影响无显著差异。这可能是由于磷酸盐包埋材料的膨胀有非一致性。从本实验结果可以看出包埋时专用液的浓度越高,顶面间隙越大。说明专用液的用量越多,铸圈的轴向膨胀率越大。由于专用液含量为60%组中膨胀最小,不能完全补偿金属收缩,铸件未经打磨不能完全就位。所以金属边缘浮出量及顶面厚度均大于其他两组。专用液含量为100%组的顶面厚度及金属边缘浮出量均大于80%组,说明专用液浓度越高,膨胀率越大。本实验结果表明Bellavest专用液含量80%时精密度最高。

【参考文献】
   [1] 陈治清主编.口腔材料学(第一版) [M].人民卫生出版社1995:150-58

  [2] Ito M, Kuroiwa A, Nagasawwa S, et al. Effect of wax melting range and investment liquid concentration on the accuracy of a three-quarter-crown casting[J]. J Prosthet Dent. 2002;87(1):57-61

  [3] Shigeto N, Iwanaga H, Hamada T. Use of plastic bar moldedcasting in the modification of variably expanding investment to compensate for casting shrinkage of nickel-chromium alloy[J]. Prosthet Dent. 1992; 68 (4)468-70

  [4] American Dental Association ANSI/ADA Specification No.8 for zinc phosphate cement.In:Guideto dental materials and devices.5 the Chicago American Dental Association[M]. 1970-71

  [5] Mc Lean JW, Von Fraunhofer JA. The estimation of cement film thickness by an invivo technique [J]. Br.Dent. 1971; 131:107-111

  [6] Mclean JW. Poly carboxylate cements. Five years experience in general practice.J Br.Dent. 1972;132:9-15

  [7] Phillpa KW. Skinner’s science of dental materals.9th Philadeephia[J].W B Saunders Co.1991:406-410

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