Ti-6Al-7Nb合金铸造后性能及临床应用研究

Ti-6Al-7Nb合金铸造后性能及临床应用研究

论文摘要

钛由于具有卓越的理化及机械性能在口腔领域已广泛应用。为弥补纯钛制作修复体在强度、硬度及耐腐蚀性等方面的不足,本文选择Ti-6Al-7Nb合金进行研究。Ti-6Al-7Nb合金的结构和性能与临床应用最多的Ti-6Al-4V合金非常相似,Ti-6Al-4V合金因微观结构的特点而具有优越的机械性能,被作为高强度生物医用钛合金在临床广泛应用。Ti-6Al-7Nb合金作为一种新型医用钛合金,同Ti-6Al-4V合金均属于α+β型钛合金,其差别在于Ti-6Al-7Nb合金用铌元素(Nb)取代了Ti-6Al-4V合金中的成分钒元素(V),这不仅避免了因V元素的毒性而造成的潜在危害,而且Ti-6Al-7Nb合金具有与Ti-6Al-4V合金的相似的高强度,以及合金元素Nb所具有的硬度高,耐腐蚀,延性好,热稳定性和化学稳定性佳等优点。为了明确Ti-6Al-7Nb合金作为牙科铸造合金应用于临床的可行性,本文对该合金铸造后的挠度、弯曲疲劳强度以及化学抛光对其精度和机械性能的影响等进行了评价,并选择临床实际病例对其临床应用效果进行了患者的满意度调查,为该合金作为铸造合金应用于齿科临床提供实验依据。论文具体研究结果如下:1.参照ISO关于义齿基托材料挠度的标准,测量不同厚度Ti-6Al-7Nb合金铸件的挠度,并与纯钛、Ti-6Al-4V合金及Co-Cr合金对比。实验结果显示Ti-6Al-7Nb合金、纯钛及Ti-6Al-4V合金铸件的厚度在0.65mm时均可达到义齿基托挠度的标准;Co-Cr合金在0.57mm时即可达到标准要求。提示在临床制作Ti-6Al-7Nb合金义齿基托时,厚度应不低于0.65mm.2.本实验测定了四种国产牙科铸造合金(纯钛、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-7Nb、Co-Cr合金)铸造卡环的弯曲疲劳强度,实验中纯钛卡环的疲劳行为属于低周循环疲劳(Low Circle Fatigue,LCF),在疲劳测试中出现循环软化的现象,结果显示Co-Cr合金卡环的疲劳强度最高,纯钛卡环的疲劳强度最低,两种钛合金卡环的疲劳强度介于二者之间,其中Ti-6Al-7Nb合金高于Ti-6Al-4V合金;加力后,纯钛、Ti-6Al-4V合金的疲劳强度降低,Co-Cr、Ti-6Al-7Nb合金的疲劳强度有所增加。Ti-6Al-7Nb合金作为首次引入的卡环制作的新型钛合金,表现出良好的抗疲劳性能,是一种合适的牙科铸造合金。3.研究Ti-6Al-7Nb合金和Co-Cr合金铸造后使用不同抛光方法对其减重率的影响。结果显示化学抛光和电解抛光对Ti-6Al-7Nb合金的精度影响不大。数据显示化学抛光组铸件的减重率高于手工研磨组,但与电解抛光组相比无统计学意义。化学抛光对Ti-6Al-7Nb合金机械性能的影响,本实验参考国家标准,制作哑铃型试件进行机械性能的测试。实验结果显示实验组和对照组之间的最大抗拉强度(σb)、屈服强度(σ0.2)及延伸率(δ)相比无统计学意义。说明化学抛光对Ti-6Al-7Nb合金的重要机械性能影响甚微,Ti-6Al-7Nb合金修复体的化学抛光方法可以在临床推广应用。4.通过临床42例牙列缺损患者的满意度问卷调查,对Ti-6Al-7Nb合金和纯钛义齿的临床应用效果进行总体评价;对8例上下颌都有缺失、并戴有两种材料义齿的患者,义齿戴用6个月后,采用患者自身对照评价和医生临床检查的方式比较了两种基托材料义齿的临床使用效果。结果显示该合金支架在6个月的临床试戴过程中和纯钛义齿支架相比,患者的满意度无明显差别,Ti-6Al-7Nb合金铸造义齿支架能够满足临床对材料性能的要求,可以在临床推广使用。由以上结果可以得出如下结论:用Ti-6Al-7Nb合金制作义齿支架时,基托厚度应选择在0.65mm以上; Ti-6Al-7Nb合金铸造卡环的弯曲疲劳强度优于纯钛及Ti-6Al-4V合金,说明其疲劳强度方面具有临床优越性;化学抛光对Ti-6Al-7Nb合金义齿支架的精度和机械性能的影响不大,该合金铸造支架可以使用化学抛光方法;Ti-6Al-7Nb合金义齿支架的临床应用效果良好;提示Ti- 6Al-7Nb合金可以作为齿科铸造合金用于临床。

论文目录

  • 缩略语表
  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 前言
  • 文献回顾
  • 正文
  • 第一部分 Ti-6Al-7Nb合金铸造后部分性能的研究
  • 实验一:义齿用Ti-6Al-7Nb合金铸件挠度的研究
  • 1 材料与方法
  • 2 结果
  • 3 讨论
  • 实验二:Ti-6Al-7Nb 合金铸造卡环的疲劳实验研究
  • 1 材料和方法
  • 2 结果
  • 3 讨论
  • 实验三:化学抛光对 Ti-6Al-7Nb 合金精度和机械性能的影响
  • 1 材料与方法
  • 2 结果
  • 3 讨论
  • 第二部分 Ti-6Al-7Nb合金铸造义齿的临床应用的效果观察
  • 1 材料与方法
  • 2 结果
  • 3 讨论
  • 小结
  • 参考文献
  • 个人简历
  • 致谢
  • 附录Ⅰ 试验设备
  • 相关论文文献

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