血链球菌及氟离子对Ti-6Al-4V合金的腐蚀行为

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目前,口腔修复材料主要有合金、树脂和陶瓷三大类。合金由于机械性能好、价格低廉、易于抛光等特点被人们所接受,而合金中应用最广的当属钛合金,它具有优越的生物相容性、耐腐蚀性等优点,因此被广泛应用于口腔修复领域中。口腔是一个复杂的微生物电解质环境,植入合金在长时间接触后很容易发生腐蚀,这早已引起国内外学者的高度重视,但微生物对钛合金的腐蚀影响研究较少。近年来含氟口腔清洁产品受到人们的青睐,但随着氟离子摄入量的增大容易造成合金材料发生腐蚀,这方面的研究较多。然而微生物与氟离子共同存在对钛材腐蚀情况的研究报道较少。在微生物中,血链球菌是主要的口腔驻扎菌之一,所以本文选用的微生物是血链球菌。  本实验采用普遍使用的电化学方法和表面分析手段探讨Ti-6Al-4V合金在人工唾液、含有血链球菌的人工唾液、含有不同浓度氟离子的人工唾液、氟离子与血链球菌共同存在的腐蚀介质中的腐蚀行为。  电化学方法表明,钛合金在人工唾液中浸泡初期钛材表面的钝化膜依旧起保护作用,但随着浸泡时间的延长,溶液介质中的活性离子例如Cl-逐渐破环了钝化膜的平衡,腐蚀逐渐增大,到第五天又减小,这可能是由于溶液中的活性离子减少,使得钝化膜逐渐修复。  钛合金在含有血链球菌的人工唾液中,通过电化学方法发现随着浸泡时间的增加,腐蚀先增大后减小,这可能是由于血链球菌的代谢活动改变了腐蚀环境的pH值,并且形成了微生物膜改变了钛材表面的结构。从荧光显微镜和扫描电镜中发现血链球菌吸附到钛表面,并且有不均一的微生物膜。  在含有不同浓度氟离子的人工唾液中,钛材随着浸泡时间的增加腐蚀先增大,到了第七天逐渐减小;在同一时间下,随着氟离子浓度的增大钛材出现腐蚀先减小后稍微增大的趋势。这主要是因为氟离子占据了钛材表面的位置,使其表面的钝化膜溶解。从扫描电镜中可以发现,钛材表面的某些点或区域有蚀坑,说明钛发生的是局部腐蚀。  同时加入氟离子与血链球菌于人工唾液中,钛材随着浸泡时间的增加,腐蚀先增大后减小。对比空白组,环境中的pH减小,腐蚀加剧了;对比单独含血链球菌组,腐蚀加速了,对比单独含氟离子组,腐蚀也加速了,这些说明了血链球菌、氟离子对Ti-6Al-4V合金有腐蚀的倾向。从扫描电镜中明显看出由于菌的吸附使得一些点蚀呈现闭合。  综上所述,在一段时间内血链球菌有加速Ti-6Al-4V合金腐蚀的倾向,一定浓度下氟离子也有腐蚀加速的趋势,而血链球菌与氟离子共同作用下也有腐蚀作用。
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