义齿钛支架的阳极氧化着色均匀性的研究
闫召民 郭天文 潘会波 余建军
摘 要 目的：为提高钛义齿的美学效果，评价钛义齿阳极氧化着色的均匀性。方法：制作5副阳极氧化着色上颌钛腭托，用CR-321型色彩色差计在每副义齿腭侧5个部位测量其表色值，用标准色差公式计算其色差。通过CIE1976L*a*b*均匀颜色空间定量评价各测量点色彩的一致性。结果：钛义齿各测量点的色差△Eab均小于1.3，人眼不能分辨。结论：阳极氧化法可使钛义齿表面呈均匀的金黄色，能增进义齿支架的美学效果。
关键词 钛 义齿 阳极氧化 色度学 美学
CHROMATIC UNIFORMITY OF ANODIZED TITANIUM DENTURE FRAMEWORKS
Yan Zhaomin Guo Tianwen Pan Huibo,et al
（Stomatological college,Fourht Military Medical University. Xi'an 710032）
Abstract Objective：To investigate the chromatic uniformity of anodized titanium denture frameworks. Methods：Five anodized upper titanium denture bases were fabricated for chromatic measurement. The color specification values L*a*b* were measured on five positions of each denture base surfaces using a chromameter.Then the magmitude of the total color difference between the measured positions was formulated by a single number of △E through in term of the values of L*a*b*,and evaluated in the CIELab uniform color scale.Result：The values of total color differences between the measured positions were less than 1.3,which is not differentiated by the naked eyes.Conclusion:The golden color on the surface anodized titanium denture frameworks is uniform, improving the aesthetic appearance of titanium dentures.
Key words Titanium Dentures Anodization Chromatics Esthetics
钛的生物相容性极佳，耐腐蚀性好，比强度高，不诱发变态反应，有X-线半透射性，无磁性，铸造后机械性能与牙科Ⅲ型、Ⅳ型金合金相似，是一种有广阔应用前景的口腔修复金属材料〔1，2〕。近十年来，随着口腔铸钛技术的发展，钛义齿在临床的应用逐渐增多〔3，4〕。为了提高钛义齿的审美效果，笔者将钛平面试件置于0.5mol/L H2SO4电解液中，在10V直流电压下阳极氧化，试件表面氧化呈色彩鲜艳的金黄色。但义齿支架结构复杂、形态各异，要保证义齿支架各个部位都能均匀着色，才能达到增进义齿美观的目的。本文对钛义齿支架阳极氧化表面色的均匀性进行了研究。
1 材料与方法
1.1 钛义齿支架的制作 选择无牙颌上颌模型一副，琼脂翻制5个耐火材料模型，制作蜡型，锆英石包埋材料内包埋，磷酸盐耐火材料外包埋，焙烧至900℃，保温1 h，铸模温度为150℃。用LZ-2型真空压力离心牙科电弧铸钛机(第四军医大学口腔医学院与洛阳涧西通用机械厂联合研制)铸造，钛材为TA2型钛锭(西北有色金属研究院提供)，重约30g，熔金电流为250A，时间为30s。铸件经喷砂、酸洗和研磨抛光完成钛腭托支架5件。每件钛腭托在测量部位磨成5mm2的平面并高度抛光。
1.2 阳极氧化方法 钛腭托支架经丙酮超声波清洗15min化学除油、晾干后，装挂于电解槽(图1)的阳极上，置于0.5mol/L H2SO4去离子水电解液中氧化。直流电压为10V，时间为10min。阴极为TA2板材，阴阳极面积比＞2。氧化后用流水冲洗10min，100℃去离子封孔30min、80℃烤箱内干燥30min完成。
图1 钛义齿阳极氧化装置
图2 测量部位
1.3 颜色评价
1.3.1 肉眼观察 在室内上午10时北窗日光下，由三名技师用白色背景以90°的视角、25cm的距离观察钛腭托阳极氧化表面颜色的均匀性。
1.3.2 色度学测量 每件钛腭基托测量5个点，测量部位如图2所示。用CR-321型色彩色差计(MINOLTA，Japan)采用CIE1976 L*a*b*表色系统测量各点的L*a*b*值。测试条件：45°/0°观测角，D65光源，测试探头直径为3mm。测量前用硫酸钡(barium sulfate)标准白板校准，每个测试点改变方向测色2次，每次仪器自动测量3次，取其平均值，计算各测量点间的色差值公式〔5，10〕：
ΔEab=〔(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2〕1/2
2 结果
2.1 肉眼观察 3名技师评价，都认为这5副上颌腭托表面呈金黄色，颜色鲜艳、均匀一致。
2.2 色度学测量 L*a*b*颜色空间的测量结果见表1和表2。
表1 各点色度L*a*b*值(±S,n=5)
测量部位 L* a* b*
A
B
C
D
E 22.10±0.60
21.96±0.27
22.12±0.44
22.24±0.24
22.48±0.87 1.41±0.04
1.46±0.12
1.30±0.11
1.32±0.14
1.46±0.03 12.42±0.42
12.71±0.46
12.67±0.54
12.97±0.35
13.02±0.47
方差分析：P＞0.05
表2 各测量部位的色差(ΔE)值(±S,n=5)
测量点 ΔE 测量点 ΔE
A-B
A-C
A-D
A-E
B-C 0.64±0.15
0.68±0.22
0.92±0.17
1.01±0.20
0.86±0.13 B-D
B-E
C-D
C-E
D-E 0.79±0.21
1.00±0.16
0.75±0.14
0.98±0.23
0.89±0.25
方差分析：P＞0.05
3 讨论
阳极氧化着色技术比等离子渗氮、氮离子注入、物理化学气相沉积等技术工艺简单，不须特殊尖端设备，用牙科一般电解设备即可，因此成本较低，且表面颜色鲜艳，可呈多种色调，较易于口腔修复临床应用〔6，7〕。
阳极氧化着色又称电解着色。钛在含氧介质中阳极电解时，在阳极发生氧化反应，钛和氧结合形成TiO2氧化膜，钛的氧化膜为光的干涉膜，在光照下部分光线在氧化膜表面反射，部分光线穿过氧化膜透射至钛与氧化膜的结合界面，又穿过氧化膜反射回来，因此，使氧化膜表面的反射光与钛基体表成的反射光发生光的干涉作用而自然发色，氧化膜的厚度不同可显现出不同的颜色。由于光的干涉作用，色调变化为金黄色、茶色、蓝色、黄色、绿色、黄绿色、桃红色等。钛的阳极氧化着色是电压依赖性的，通过控制电压可控制膜厚，得到再现性好的色调〔8，9〕。
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