為什么義齒君不喜歡廢鋼?義齒君究竟愛著誰?
眾所周知,當下中國已經進入人口老齡化時代,“銀發經濟”正當其時,義齒這種能夠提高老年人生活質量的醫療產品也就自然而然的進入大眾視野。今年的315晚會上,廢鋼造義齒支架這樣的猛料著實讓義齒君火了一把。今天時間煮雨就和大家聊聊義齒那些事。
義齒君到底長什么樣子?
提到義齒可能大家會感到陌生,有些人甚至都不知道義齒這個詞更別提它的廬山真面目了。今天,就讓時間煮雨先給大家隆重介紹一下。
義齒就是我們通常所說的假牙,和我們生活中通常所見到的假肢(義肢)是一個意思,即當我們的真牙缺失后由專人制作的修復體。
義齒種類大體上分為3種:活動義齒、固定義齒和近些年人氣居高不下的種植牙:
義齒的分類和特點
通過上面這幅圖我們可以清楚地看到各種義齒的類型,當然值得一提的是,每種義齒都可以有單顆、多顆甚至全口之分。相信這番介紹過后你對義齒君的已經有了幾分了解。
接下來讓我們來看看一下今年315晚會上鬧得沸沸揚揚的義齒支架為何物,后面我們談到的材料也都和它相關:
?活動義齒石膏結構模型
傳說義齒君壓力很大?
義齒不論是固定也好可摘也罷,一旦進入口腔,那么它的每個部分都會面臨同樣考驗:承力和抵御腐蝕。
一般一個成年人牙齒能承受的咬合力平均約為60kg左右(一個正常成年人的體重),這一數值讓人類在咬力排行上排名第12位,是排在第13位的大齒猛蟻咬力的800倍!義齒支架承受的生命之重可見一斑。
談到腐蝕,不同于金屬侵入強酸強堿中那樣簡單粗暴的反應,發生在口腔環境的腐蝕十分復雜且精細。當前研究顯示,發生在口腔中的腐蝕大體有3類:化學腐蝕、電化腐蝕以及物理腐蝕。相信大家對化學腐蝕和物理腐蝕都不陌生,我們這里的重點來聊聊電化腐蝕。
口腔中造成電化腐蝕的原因有很多,微生物、電解質以及機械作用等等都會導致電化腐蝕的發生,這其中尤以微生物最為棘手。微生物對金屬造成的腐蝕并不是源自它與金屬的直接接觸,而是通過一層微生物薄膜。微生物寄生在這層薄膜上,一方面為電化腐蝕創造條件,另一方面通過自身代謝影響腐蝕過程。另外,口腔中微生物種類繁多,美國腐蝕工程師學會(NACE)將其分為4大類,每類微生物都有屬于自己的腐蝕機理。面對如此紛繁復雜的環境,義齒材料的鴨梨還是很大的。
評判義齒君支架材料標準有多少?
看了上面的分析你也許會有這樣的疑問:處在如此水深火熱之中的義齒君對選材會又怎樣的要求呢?讓我們來看看國標怎么說。
(1)良好的力學性能:
金屬材料的機械性能
注:上表中0~5代表6類不同用途金屬材料。
—0為單牙固定修復(貼面);1為承受低應力的單牙固定修復體(貼面);2用于單牙固定修復體(橋);3用于多單位固定修復體(橋、桿等);4用于承受極高應力的附有薄型部件的修復體;5用于需要高硬度和高強度的修復體
(2)化學性能:耐腐蝕性、抗晦暗。
(3)物理性能:涉及密度、固相線和液相線溫度或熔點、維氏硬度、線脹系數等指標。
(4)生物相容性:細胞毒性、口腔粘膜刺激性(或皮內反應)、急性全身毒性(經口途徑)、遲發型超敏反應、亞慢性(亞急性)全身毒性(經口途徑)(暫不對貴金屬合金提出此要求)。
具體標準可參見:國家食品藥品監督管理總局《義齒制作用合金產品注冊技術審查指導原則》。
義齒君為什么不待見廢鋼?
看完了義齒君所處環境以及選材的種種標準,我們不難理解義齒對支架材料的要求之高。不過有人可能會有這樣的疑問:鋼的強度也不低啊,即使是廢鋼也在承力和耐腐蝕方面也不會很差吧,怎么就不能用了?關于這點我們就要從義齒支架的生產過程中去找找原因了。
現階段我國義齒支架大多還是采用鑄造方法:操作人員將原材料置于熔煉室的坩堝內待其融化后灌注于提前制作完成的模具中。之后關閉熔鑄室,設備會自動按照事先設定好的程序進行抽真空、充入保護氣體、旋轉體轉動等一系列動作。整個過程中如果使用合格的原材料,一切都不會有問題,可是如果將廢鋼放到這個過程中一切就會變得不一樣了。
315晚會上制造義齒的廢鋼通常是來自于工業廢料和一些生活回收廢料,這些材料中充滿了各種包括Pb、As、Bi等在內的有毒有害元素。在鑄造生產中隨著溫度升高,這些元素會擴散到模具和鑄造型腔中,從而造成污染。日積月累隨著有害元素的濃度不斷上升,型腔也會反過來污染原材料,此時即使用合格材料怕也是于事無補。想想這些有害元素隨著義齒支架進入佩戴者口中,與其朝夕相伴,這對已經失去真牙的患者來說真可謂雪上加霜。
當然即便你不計較這些有害元素,廢鋼還是會帶來其他的煩惱。相較于合格材料,廢鋼中含有Al、Mn等雜志元素,在高溫條件下發生氧化,形成的氧化物最終會以非金屬雜質形式析出于晶界上,降低強度增加熱裂傾向,最終導致支架無法承擔起我們之前提到的60kg的負擔。
如此,無論從使用安全性來講還是生產質量上來看,廢鋼都不是合理的原材料。但是因為廢鋼不僅制造成本低廉而且生產過程中的廢料還會繼續回爐重煉,幾番折騰下來,廢鋼制造的支架價格僅為正品的1/7,面對這樣的利潤空間商家不會不動心,部分消費者當然也愿意搭上自己的健康來賭一把。廢鋼也就因此在義齒行業里大行其道。
說了廢鋼的種種不合適并不是要批判廢鋼這種材料,其實廢鋼只要經過破碎堿洗、氯化焙燒及一些化學方法將內部的有害元素去除,再壓塊打包,這些原材料還是可以為煉鋼廠所用的。如今被人們批判只是因為它用錯了地方。
就如前文所述,義齒所處的環境極為復雜,既然廢鋼已經是不合適了,那么究竟什么樣的材料才能作為義齒支架頂住承力和耐腐蝕這樣的雙重壓力下呢?
義齒君究竟喜歡誰?
首先,讓時間煮雨為大家盤點一下活動義齒的常見材料:
? 活動義齒常見金屬材料及其優劣分析
普通的鈷鉻合金在臨床使用上已經有數十年的時間,照理來說應該是技術成熟才對,可是為什么一般的醫生并不推薦牙缺失較多的患者使用這種材料呢?僅僅是因為價格低,賺錢少嗎?如果只從經濟角度理解醫生的這種行為,那就真的冤枉他們了。從上表中我們可以看到,從最開始所采用的鈷鉻合金到如今的鈷鉻鉬合金,材料成分的改變和性能的進步可謂一目了然。
理由其實很簡單,一方面由于鈷易被氧化日積月累修復體邊緣就容易形成齲齒,另一方面,鈷鉻材料由于工藝較為落后,制造出的基板厚重,既影響美觀又造成了佩戴的不適。于是義齒支架材料輕量化就被提上了日程。
鈦的強度高、耐蝕性好、密度小(約是鐵的1/2),此外鈦無磁、無毒的性質也造就了其良好的生物相容性,這些性質幫助它超越了前輩鈷鉻合金成為新一代義齒支架材料。
不過鈦并不完美,鈦與鋁一樣很容易被氧化,進而在表明形成一層薄膜,這層薄膜雖然幫助鈦抵御了腐蝕可也讓鈦失去了原有的金屬光澤。更重要的一點是,空氣中包括C、N、O、H在內的許多元素都可以與性質活潑的鈦發生反應,為了保證義齒支架的性能就需要使用專門的鑄鈦機進行鑄造,這也是鈦支架成本一直居高不下的重要原因之一。于是研制出一種性價比更高的金屬是人們亟待解決的問題。
隨著工藝、技術的進步越來越多的先進義齒材被制造出來,這里尤以美國生產的維他靈材料和德國制造的BPD完美材料最具代表性。與傳統的鈷鉻合金不同,維他靈材料和BPD完美材料多了鉬元素。就是這成分上的一點點變化,讓材料有了完全不同的表現。
鉬(Mo)的原子半徑為190pm,大于鈷、鉻的152pm和166pm,所以鉬的加入可以使固溶體產生固溶強化,加之鉬可以有效地阻止晶粒長大,從而讓合金的硬度與耐蝕性均得以有較大提升。
照此趨勢,在不久的將來,更加完美的材料必會出現。它會更強?更輕?更耐用?還是各種性能兼備?我也不知道,但是我相信在我老了需要佩帶義齒的時候不會再碰上廢鋼這樣的材料。
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