为什么义齿君不喜欢废钢?义齿君究竟爱着谁?
众所周知,当下中国已经进入人口老龄化时代,“银发经济”正当其时,义齿这种能够提高老年人生活质量的医疗产品也就自然而然的进入大众视野。今年的315晚会上,废钢造义齿支架这样的猛料着实让义齿君火了一把。今天时间煮雨就和大家聊聊义齿那些事。
义齿君到底长什么样子?
提到义齿可能大家会感到陌生,有些人甚至都不知道义齿这个词更别提它的庐山真面目了。今天,就让时间煮雨先给大家隆重介绍一下。
义齿就是我们通常所说的假牙,和我们生活中通常所见到的假肢(义肢)是一个意思,即当我们的真牙缺失后由专人制作的修复体。
义齿种类大体上分为3种:活动义齿、固定义齿和近些年人气居高不下的种植牙:
义齿的分类和特点
通过上面这幅图我们可以清楚地看到各种义齿的类型,当然值得一提的是,每种义齿都可以有单颗、多颗甚至全口之分。相信这番介绍过后你对义齿君的已经有了几分了解。
接下来让我们来看看一下今年315晚会上闹得沸沸扬扬的义齿支架为何物,后面我们谈到的材料也都和它相关:
活动义齿石膏结构模型
传说义齿君压力很大?
义齿不论是固定也好可摘也罢,一旦进入口腔,那么它的每个部分都会面临同样考验:承力和抵御腐蚀。
一般一个成年人牙齿能承受的咬合力平均约为60kg左右(一个正常成年人的体重),这一数值让人类在咬力排行上排名第12位,是排在第13位的大齿猛蚁咬力的800倍!义齿支架承受的生命之重可见一斑。
谈到腐蚀,不同于金属侵入强酸强碱中那样简单粗暴的反应,发生在口腔环境的腐蚀十分复杂且精细。当前研究显示,发生在口腔中的腐蚀大体有3类:化学腐蚀、电化腐蚀以及物理腐蚀。相信大家对化学腐蚀和物理腐蚀都不陌生,我们这里的重点来聊聊电化腐蚀。
口腔中造成电化腐蚀的原因有很多,微生物、电解质以及机械作用等等都会导致电化腐蚀的发生,这其中尤以微生物最为棘手。微生物对金属造成的腐蚀并不是源自它与金属的直接接触,而是通过一层微生物薄膜。微生物寄生在这层薄膜上,一方面为电化腐蚀创造条件,另一方面通过自身代谢影响腐蚀过程。另外,口腔中微生物种类繁多,美国腐蚀工程师学会(NACE)将其分为4大类,每类微生物都有属于自己的腐蚀机理。面对如此纷繁复杂的环境,义齿材料的鸭梨还是很大的。
评判义齿君支架材料标准有多少?
看了上面的分析你也许会有这样的疑问:处在如此水深火热之中的义齿君对选材会又怎样的要求呢?让我们来看看国标怎么说。
(1)良好的力学性能:
金属材料的机械性能
注:上表中0~5代表6类不同用途金属材料。
—0为单牙固定修复(贴面);1为承受低应力的单牙固定修复体(贴面);2用于单牙固定修复体(桥);3用于多单位固定修复体(桥、杆等);4用于承受极高应力的附有薄型部件的修复体;5用于需要高硬度和高强度的修复体
(2)化学性能:耐腐蚀性、抗晦暗。
(3)物理性能:涉及密度、固相线和液相线温度或熔点、维氏硬度、线胀系数等指标。
(4)生物相容性:细胞毒性、口腔粘膜刺激性(或皮内反应)、急性全身毒性(经口途径)、迟发型超敏反应、亚慢性(亚急性)全身毒性(经口途径)(暂不对贵金属合金提出此要求)。
具体标准可参见:国家食品药品监督管理总局《义齿制作用合金产品注册技术审查指导原则》。
义齿君为什么不待见废钢?
看完了义齿君所处环境以及选材的种种标准,我们不难理解义齿对支架材料的要求之高。不过有人可能会有这样的疑问:钢的强度也不低啊,即使是废钢也在承力和耐腐蚀方面也不会很差吧,怎么就不能用了?关于这点我们就要从义齿支架的生产过程中去找找原因了。
现阶段我国义齿支架大多还是采用铸造方法:操作人员将原材料置于熔炼室的坩埚内待其融化后灌注于提前制作完成的模具中。之后关闭熔铸室,设备会自动按照事先设定好的程序进行抽真空、充入保护气体、旋转体转动等一系列动作。整个过程中如果使用合格的原材料,一切都不会有问题,可是如果将废钢放到这个过程中一切就会变得不一样了。
315晚会上制造义齿的废钢通常是来自于工业废料和一些生活回收废料,这些材料中充满了各种包括Pb、As、Bi等在内的有毒有害元素。在铸造生产中随着温度升高,这些元素会扩散到模具和铸造型腔中,从而造成污染。日积月累随着有害元素的浓度不断上升,型腔也会反过来污染原材料,此时即使用合格材料怕也是于事无补。想想这些有害元素随着义齿支架进入佩戴者口中,与其朝夕相伴,这对已经失去真牙的患者来说真可谓雪上加霜。
当然即便你不计较这些有害元素,废钢还是会带来其他的烦恼。相较于合格材料,废钢中含有Al、Mn等杂志元素,在高温条件下发生氧化,形成的氧化物最终会以非金属杂质形式析出于晶界上,降低强度增加热裂倾向,最终导致支架无法承担起我们之前提到的60kg的负担。
如此,无论从使用安全性来讲还是生产质量上来看,废钢都不是合理的原材料。但是因为废钢不仅制造成本低廉而且生产过程中的废料还会继续回炉重炼,几番折腾下来,废钢制造的支架价格仅为正品的1/7,面对这样的利润空间商家不会不动心,部分消费者当然也愿意搭上自己的健康来赌一把。废钢也就因此在义齿行业里大行其道。
说了废钢的种种不合适并不是要批判废钢这种材料,其实废钢只要经过破碎碱洗、氯化焙烧及一些化学方法将内部的有害元素去除,再压块打包,这些原材料还是可以为炼钢厂所用的。如今被人们批判只是因为它用错了地方。
就如前文所述,义齿所处的环境极为复杂,既然废钢已经是不合适了,那么究竟什么样的材料才能作为义齿支架顶住承力和耐腐蚀这样的双重压力下呢?
义齿君究竟喜欢谁?
首先,让时间煮雨为大家盘点一下活动义齿的常见材料:
活动义齿常见金属材料及其优劣分析
普通的钴铬合金在临床使用上已经有数十年的时间,照理来说应该是技术成熟才对,可是为什么一般的医生并不推荐牙缺失较多的患者使用这种材料呢?仅仅是因为价格低,赚钱少吗?如果只从经济角度理解医生的这种行为,那就真的冤枉他们了。从上表中我们可以看到,从最开始所采用的钴铬合金到如今的钴铬钼合金,材料成分的改变和性能的进步可谓一目了然。
理由其实很简单,一方面由于钴易被氧化日积月累修复体边缘就容易形成龋齿,另一方面,钴铬材料由于工艺较为落后,制造出的基板厚重,既影响美观又造成了佩戴的不适。于是义齿支架材料轻量化就被提上了日程。
钛的强度高、耐蚀性好、密度小(约是铁的1/2),此外钛无磁、无毒的性质也造就了其良好的生物相容性,这些性质帮助它超越了前辈钴铬合金成为新一代义齿支架材料。
不过钛并不完美,钛与铝一样很容易被氧化,进而在表明形成一层薄膜,这层薄膜虽然帮助钛抵御了腐蚀可也让钛失去了原有的金属光泽。更重要的一点是,空气中包括C、N、O、H在内的许多元素都可以与性质活泼的钛发生反应,为了保证义齿支架的性能就需要使用专门的铸钛机进行铸造,这也是钛支架成本一直居高不下的重要原因之一。于是研制出一种性价比更高的金属是人们亟待解决的问题。
随着工艺、技术的进步越来越多的先进义齿材被制造出来,这里尤以美国生产的维他灵材料和德国制造的BPD完美材料最具代表性。与传统的钴铬合金不同,维他灵材料和BPD完美材料多了钼元素。就是这成分上的一点点变化,让材料有了完全不同的表现。
钼(Mo)的原子半径为190pm,大于钴、铬的152pm和166pm,所以钼的加入可以使固溶体产生固溶强化,加之钼可以有效地阻止晶粒长大,从而让合金的硬度与耐蚀性均得以有较大提升。
照此趋势,在不久的将来,更加完美的材料必会出现。它会更强?更轻?更耐用?还是各种性能兼备?我也不知道,但是我相信在我老了需要佩带义齿的时候不会再碰上废钢这样的材料。
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