页数:65页文件大小:435.5 KB来源: 口腔材料学ppt课件
本课件系统讲解银汞合金,先回顾其发展史与安全性争议,继而介绍银合金粉与汞的组成要求、低铜与高铜银合金粉的种类、屑型与球形颗粒的加工方式及汞齐化固化反应;随后重点分析压缩强度、尺寸变化与迟发性膨胀、蠕变、耐腐蚀性、可塑性、传导性与毒性等性能及其影响因素,最后说明窝洞充填的操作步骤与汞污染的防护措施。
充填材料:本部分重点讲解银汞合金,并与复合树脂、玻璃离子水门汀等充填材料并列比较。
银汞合金(silver amalgam):历史悠久、争论最多的充填材料。
银汞合金是一种特殊的合金:常温下液体汞与固体状态的金属粉末发生合金化,这一过程称为汞齐化(amalgamation)。
银汞合金的发展史:
1895 年:Black GV 对银汞合金作了很多研究,调整了各组成的含量,将银含量增至 68%;其他成分除锡、铜外,增加了少量的锌和金,并对调制和使用方式的影响进行了系统研究,指出这些因素对合金性能有很大影响,从而形成了现代银汞合金的雏形。
1929 年美国制订了银汞合金的规格,并在 ADA No.1 中规定银汞合金中至少应含 65% 的银和 29% 的锡;含小于 6% 的铜,称之为低铜银汞合金。
至 1970 年,许多银汞合金中含有 6%~30% 的铜,由此发展成高铜银汞合金。
后牙复合树脂的开发研制,美观、操作方便,有望取代银汞合金。银汞合金的特点对比:
美国生命科学研究所(LSRO)在线发表了「银汞合金对人类健康潜在不良作用的文献分析与评价」的研究报告。研究人员对 1996 年以来发表的有关文献进行分析后发现,填充材料银汞合金除了罕见的变态反应外,对人体健康并无危害。
LSRO 专家小组对 1996 年 1 月 1 日至 2003 年 12 月 31 日间发表的、所有经同行专家审查过的有关原始医学和科学文献进行了分析。为保证研究方法的公正性,LSRO 挑选的专家都不是从事牙科研究的,而是从免疫毒理学、免疫学和变态反应、神经行为毒理学、神经发育、儿科学、发育和生殖毒理学、毒物代谢动力学及模型建立、流行病学、病理学和普通毒理学等领域的公认专家中挑选组成。
研究结果显示,没有充分证据支持银汞合金暴露与肾功能障碍、认知功能障碍、神经变性疾病(特别是阿尔茨海默病和帕金森病)或自身免疫性疾病(包括多发性硬化)发病之间有因果关系;各种非特异性主诉,不能归因于是由于银汞合金释放的汞和吸收的汞增加引起的。
美国得克萨斯大学牙修复学教授 Trajtenberg 说,医学界对银汞合金有许多误解。她就遇到许多病人要求取出这种材料的情况,因为他们的医师说这种材料有害,这导致许多病人产生焦虑,而这种说法缺乏循证依据。
一、组成:我国国家标准 GB9935-88 中规定银合金粉金属元素含量为:
(一)银合金粉 1. 低铜银合金粉:根据 1977 年修订的 ADA No.1 标准配比如下表。
| 金属元素 | 含量(Wt%) | 范围(%) |
|---|---|---|
| Ag | 65(最小量) | 67~74 |
| Sn | 29(最大量) | 25~27 |
| Cu | 6(最大量) | 0~6 |
| Zn | 2(最大量) | 0~2 |
| Hg | 3(最大量) | — |
原页汞的范围未给出数值,以「—」表示,建议对照原图核对。
各组分的作用——银:构成银汞合金的主要成分,增加强度,降低流动性,有一定膨胀。
锡:银汞合金的必需成分,与汞有较大亲和力,便于汞合(形成 γ₂ 相),增加银汞合金的可塑性;但降低了强度和耐腐蚀性,并增加形变和体积收缩。
铜:可取代一部分银,改善银锡合金脆性,使之能均匀粉碎。铜含量 <6% 称为低铜银合金粉;后来发展的新产品铜含量在 10%~30%,性能优于低铜银合金粉,称为高铜银合金粉。
锌的作用有两方面:其一,可减少银汞合金脆性而增加可塑性;其二,可在合金冶炼过程中起净化作用,与氧结合而将其他金属的氧化物减少至最低限度。ADA No.1 规定:含锌量 <0.01% 称为无锌银汞合金,超过 0.01% 称为含锌银汞合金。
低铜银合金粉按其粉化方式和颗粒形状又分为屑型合金和球形合金两类。
2. 高铜银合金粉:
(1)混合型高铜银合金粉:将银-铜球形共晶合金(银 71.9%,铜 28.1%)掺入到车床切削的低铜合金中,然后与汞作用,结果成功地消除了 γ₂ 相,并发现这类合金的强度比普通低铜银汞合金更大,称为混合型高铜银汞合金,具有更高的边缘抗折力。
混合型银合金粉通常含有 30%~55% 质量比的球形高铜银合金粉,铜的含量接近 9%~20% 质量比。
银铜合金由两相组成,即银相和铜相,纯银和纯铜各自有结晶结构,少量铜分散在银相中。
(2)单组分银合金粉:每个合金颗粒均具有相同的化学组成,主要为 Ag(60%)-Sn(27%)-Cu(13%) 三元合金,新近产品中的铜含量已达 30% 左右。按颗粒形状分为片状不规则形和球形两种。
单组分合金粉中包含 β 相(Ag-Sn)、γ 相(Ag₃Sn)、ε 相(Cu₃Sn)和 η 相(Cu₆Sn₅)。
传统的银合金粉加工:按比例配料制成锭片,在无氧高温条件下熔化、浇注,再经机械切削粉碎成微细粉末(屑型)。
改进工艺:按比例配料熔化并雾化成形(真空条件下),得到不规则形颗粒与圆球形颗粒。球形颗粒表面积小、调和需汞量少、强度高。
调合方式的改进:由研钵、研棒进行研磨调拌,发展为胶囊包装,使用银汞合金调和器进行电动调合。
(二)汞——一般性状:
汞是制成银汞合金的主要成分,要求纯度高;如混入不纯物或贮藏期间表面氧化,均不应使用。在使用过程中,汞与银合金粉的配比必须精确,一般以 1:1 为标准。
二、固化反应:通常大颗粒的粉汞质量比为 5:8,小颗粒的粉汞质量比为 1:1。
如采用胶囊包装,因胶囊中的银合金粉与汞量已配比,只需置于银汞调合器中进行电动调合。
(一)低铜银汞合金的固化反应:
Ag₃Sn + Hg → Ag₂Hg₃ + Sn;Sn + Hg → Sn₇Hg,如此反复进行,直到汞用完而告终。
Ag₃Sn(γ) + Hg → Ag₂Hg₃(γ₁) + Sn₇₋₈Hg(γ₂) + 未起汞合反应的 Ag₃Sn(γ)
(二)高铜银汞合金的固化反应:
1. 混合型:Ag₃Sn(γ) + Ag₃Cu + Hg → Ag₂Hg₃(γ₁) + Cu₆Sn₅(η) + 未汞合的 Ag₃Cu 与 Ag₃Sn
2. 单组分:Ag₂CuSn + Hg → Ag₂Hg₃(γ₁)+ Cu₆Sn₅(η)+ 未汞合的 Ag₂CuSn
三、性能(一)强度:足够强度的银汞合金可避免咀嚼中受力断折。按我国 GB9935-88 标准规定,银汞合金在 24 小时后的压缩强度应不小于 300 MPa。
银汞合金早期的压缩强度:
| 类型 | 测定时间(min) | 压缩强度(MPa) |
|---|---|---|
| 常规型 | 60 | ≥50 |
| 快凝型 | 30 | ≥50 |
| 慢凝型 | 90 | ≥50 |
一般固化的银汞合金脆而缺乏延展性,压缩强度约为 400 MPa,布氏硬度为 60~70。这些性质分别与银汞合金的组成、陈化、粒度、粉汞比、调合条件和充填压力等有关。
三种银汞合金的强度与蠕变值比较:
| 银汞合金 | 压缩强度 1h(MPa) | 压缩强度 7d(MPa) | 蠕变值(%) | 拉伸强度 24h(MPa) |
|---|---|---|---|---|
| 低铜银汞合金 | 145 | 343 | 2.0 | 60 |
| 混合型高铜银汞合金 | 137 | 431 | 0.4 | 48 |
| 单组份高铜银汞合金 | 262 | 510 | 0.13 | 64 |
银汞合金的强度受下列因素影响:
(1)银合金粉的成分和粒度:合金中的银、铜具有增强银汞合金强度的作用,但含量应适度;锡含量过高也可降低银汞合金的强度。
(2)银合金粉的粒度:球形合金表面光滑规则、孔隙率低,早期压缩强度较高。银合金粉粒度一般 200 目,近年来向微细化发展,粒子细者强度应高;但由于粒子细、粉末表面积增大,汞需求量也增加,反而降低抗压强度。较粗和较细颗粒适当混合较好。
(3)粉汞调合比(低铜银汞合金中):
所以必须在保证汞合反应能正常进行的情况下尽量控制汞含量。
(4)调合条件:在其他条件相同的情况下,粉汞比为 1:1 质量比调合时,由于操作方法不同,强度也不一样。
不同操作法对银汞合金抗压强度的影响:
| 操作方法 | 抗压强度(MPa) |
|---|---|
| 调和器—充填器法 | 320.0 |
| 乳钵乳棒—手压充填 | 276.6 |
| 调和器—手压充填 | 334.4 |
(5)充填压力大小:充填压力大,则压缩强度高。银汞合金固化后,其强度约经过 5 天才基本达到平衡,但 24 h 后接近最高值,所以一般嘱患者在 24 h 后才能咀嚼。
(二)尺寸变化:当汞被吸收入合金颗粒间空隙、合金颗粒溶于汞时,可有体积收缩;随着基质晶粒的形成和增长,彼此间相互撞击形成向外压力而产生膨胀;最后由于剩余汞的吸收而存在有限的收缩。
尺寸变化与下列因素有关:
① 调合时间:调合时间长可减少膨胀。
② 充填压力:大而均匀的充填压力使体积变化小,充填压力小则膨胀明显增大。
③ 粒度大小:粒度细则膨胀小,有时收缩——微细银汞合金粉末表面积大、与汞反应快,因此 Ag₃Sn 与汞溶解快速产生初期收缩,故调合时间应短;粒度粗大则需汞量较大,体积呈膨胀趋势。
④ 组成:
⑤ 污染与迟缓膨胀:主要指调制和(或)充填过程中由潮湿所致的迟缓膨胀。银汞合金在固化时可产生微小膨胀,有利于边缘封闭。
但 3~5 天后产生较大的膨胀称为迟发性膨胀,其原因是调合时混入的水分(如唾液、手汗)等成为电解质,与银汞合金中的阳极元素之间产生电解、生成氢气所致。
临床在充填银汞合金时,必须严格隔湿。
(三)蠕变——定义:金属与合金承受小负荷而产生缓慢的塑性形变的现象称为蠕变。
现已证实,银汞合金修复体失败原因中最常见的边缘缺陷与蠕变有密切关系。蠕变大则强度差,尤其是低铜银汞合金。我国 GB9935-88 中规定银汞合金的蠕变值应不超过 3.0%。
蠕变与下列因素有关——1. 银汞合金的结构:在低铜银汞合金中,γ₁ 相在早期对蠕变值有影响,γ₁ 相体积百分率高、结晶较大者蠕变值增加;纯的 γ₂ 相比 γ₁ 相的蠕变值高,但蠕变与相的体积百分比并不呈直线比例。
已明确 γ₂ 相的存在与否对蠕变值有很大影响:高铜合金中很少或无 γ₂ 相,其蠕变值小。
2. 粉汞比:汞含量增加,蠕变值变大,但对高铜银汞合金而言影响不大。
3. 充填及调合方法:充填压力大者蠕变值小。蠕变与调合后时间的关系在早期呈曲线状态,后期呈直线变化,又称恒定的蠕变。
此外,研磨不足或过度研磨,以及研磨完成后拖延充填时间,也可使蠕变值增加。
(四)耐热性:银汞合金在充填后的耐热性较差。
(五)腐蚀性:多相合金的腐蚀性比单相合金大,尤其是 γ₂ 相抗腐蚀性差,成为低铜合金修复体边缘折断的原因之一,也是产生继发性龋的诱因;γ 相和 γ₁ 相不易腐蚀。
口腔内变色的银汞合金经 XMA 分析,报告为 Cu₃Sn 的硫化,可使银汞合金表面变色、溶解、腐蚀。
γ₂ 相本身也能变色;银汞合金固化后将表面抛光,则能减少腐蚀和变色。
银汞合金充填后黑染的原因:着色层仅集中在牙本质的二次脱钙层,在软化的牙本质中能见到,但牙齿渗透的金属元素为锡和锌而不是汞和银。
(六)可塑性:调合好的银汞合金为膏状物,表面呈银灰色,在 15~20 min 内可塑性较大,可塑成任何形状;20 min 后可塑性逐步减少,不易填满窝洞各部。
此时若再加汞,虽可改善可塑性,但银汞合金的成球性明显增加,合金难以贴合洞壁。
(七)传导性:金属的特性,为热和电的良好导体,其热导率远大于牙体组织,能将冷、热和微电流传导至牙髓,刺激牙髓组织而产生疼痛。因此对深的窝洞作银汞合金充填修复时,应先作窝洞衬层。
(八)毒性:银汞合金有一定的细胞毒性,对溶出物进行分析时可发现有汞、银、铜、锌的溶出;曾有个别患者对银汞合金过敏的报道。
Stock 对汞中毒的描述如下:
近些年来,对银汞合金中加氟进行研究,以抑制继发性龋的发生及促进釉质再矿化。含氟银汞合金尤其适用于乳牙。
四、银汞合金的应用与防护:银汞合金主要用作窝洞的充填,尤其适用于后牙。
充填操作步骤:
一般应在 24 h 后进行磨光。光滑的表面可防止食物滞留,提高耐腐蚀性,延长修复体的寿命。银汞合金的打磨抛光与减少孔隙、增加坚实度以及减少汞含量均有密切关系。
汞的污染与防护:汞对人体是有危害的,空气中汞的允许含量为 20~100 μg/cm³。汞的污染对患者来说主要通过消化道而受到影响,对医务人员来说则主要通过汞蒸气从呼吸道或通过皮肤直接接触而受到影响。
去除口腔内原有银汞合金修复体的残渣或压出的汞,被排入下水道,可使附近的水源受到污染。
临床在应用银汞合金时应注意防护:
临床防护的其他要点:
临床防护的进一步要求:
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