目的: 在模擬口腔環(huán)境下,研究不同溫度及冷熱循環(huán)對(duì)五種不同的鎳鈦方絲力學(xué)性能的影響,為臨床合理、有效使用鎳鈦弓絲提供參考。 方法: 選取五種不同的0.016×0.022英寸的鎳鈦方絲:LH Titan(A弓絲)、Ormco COPPER Ni-Ti 27(B弓絲)、COPPER Ni-Ti 35(C弓絲)、COPPER Ni-Ti 40(D弓絲)、有研億金普通型超彈鎳鈦絲(E弓絲),每組樣本量為8根,采用改良部分牙弓托槽彎曲實(shí)驗(yàn)裝置,粘接自鎖托槽并消除傾斜角度及轉(zhuǎn)矩,模擬側(cè)切牙的排齊,在Instron萬能材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行力學(xué)性能的檢測。分別在25℃、33℃、35.5℃、40℃人工唾液中,將五種鎳鈦方絲加載撓曲至3mm后卸載,測量鎳鈦方絲形變量(位移)與弓絲回復(fù)力(載荷)。繪制加、卸載的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,測量卸載至1.5mm的應(yīng)力值、卸載2.5mm至0.5mm之間的卸載剛度、滯后值及滯后比值。并進(jìn)行5℃～55℃的冷熱循環(huán),觀察各鎳鈦方絲在冷熱循環(huán)50次、1500次、3000次后上述各項(xiàng)指標(biāo)的變化。所有結(jié)果采用析因設(shè)計(jì)資料的方差分析法統(tǒng)計(jì)分析。 結(jié)果: 1.五種鎳鈦方絲卸載至1.5mm時(shí)的應(yīng)力值都隨著溫度的升高而增大,且同種弓絲不同溫度之間卸載力值的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05);五種鎳鈦方絲的卸載剛度隨溫度的升高而增大,但A弓絲在25℃、33℃、35.5℃下的卸載剛度十分接近,無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,B、C、E弓絲在33℃、35.5℃下的卸載剛度十分接近,無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,D弓絲在33℃、35.5℃、40℃下的卸載剛度十分接近,無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;A、C、E弓絲不同溫度下的滯后值無顯著性差異,B弓絲在35.5℃下滯后值最小,在25℃、33℃、40℃時(shí)無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,D弓絲的滯后值在25℃最小,在33℃最大;五種鎳鈦弓絲的滯后比值均隨著溫度的升高而減小。A與D弓絲在不同溫度下,卸載剛度及滯后值波動(dòng)較小。 2.在所有試驗(yàn)溫度下,卸載至1.5mm的應(yīng)力值最小的是D弓絲,最大的為E弓絲,B弓絲僅次于E弓絲;剛度最小的是D弓絲,最大的是B、E弓絲;滯后值最小的是B、C弓絲,最大的是E弓絲;B、E弓絲滯后比值最小,D弓絲最小。 3.在冷熱循環(huán)試驗(yàn)中,五種鎳鈦方絲在不同次數(shù)冷熱循環(huán)后卸載至1.5mm的應(yīng)力值均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;冷熱循環(huán)50次后,A、B、C、E四種弓絲的卸載剛度均有所增大,但50、1500、3000次之間的卸載剛度無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,D弓絲不同循環(huán)次數(shù)之間的卸載剛度均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;A弓絲不同次數(shù)冷熱循環(huán)后滯后值變化均較小,B、C、D、E弓絲隨著循環(huán)次數(shù)增加,滯后值減小;A、C、E三種弓絲在冷熱循環(huán)50次后滯后比值減小,但50、1500、3000次之間的滯后比值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,B弓絲的滯后比值在3000次冷熱循環(huán)后最小,未經(jīng)冷熱循環(huán)時(shí)最大。 結(jié)論: 1.五種鎳鈦方絲表現(xiàn)出不同的力學(xué)性能,它們均表現(xiàn)出了臨床所需要的超彈性能,且A、C、D三種弓絲同時(shí)具備形態(tài)記憶功能。 2.五種鎳鈦方絲力學(xué)性能均表現(xiàn)出明顯的溫度敏感性,其產(chǎn)生的應(yīng)力值及卸載剛度均隨溫度的升高而升高,其中B弓絲受溫度影響最大,D弓絲及E弓絲受溫度影響最小;五種鎳鈦方絲的滯后比值均隨著溫度的升高而減小。 3. D弓絲在模擬口腔溫度下卸載時(shí)的應(yīng)力值及卸載剛度較小,比較適合在臨床上早期使用,以進(jìn)行早期牙移動(dòng)的三維控制;B、E兩種弓絲卸載時(shí)的應(yīng)力值及卸載度較大,不適合臨床早期嚴(yán)重?fù)頂D牙列的排齊。 4.五種弓絲經(jīng)過冷熱循環(huán)后,力學(xué)性能均有所變化,弓絲彈性有所衰減,但其超彈性及形狀記憶功能并未改變,在臨床應(yīng)用中,鎳鈦方絲可以穩(wěn)定地使用兩個(gè)月或更長時(shí)間。 5.添加銅元素以及經(jīng)二步熱處理法得到的鎳鈦方絲的力學(xué)性能均較普通超彈鎳鈦絲優(yōu)越,加銅及二步熱處理是改良鎳鈦弓絲機(jī)械性能的有效手段。
【學(xué)位單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：R783.5
【部分圖文】：

驗(yàn)材料鎳鈦方絲：產(chǎn)品名稱 尺寸（英寸） 生產(chǎn)廠家 Af 值 批號(hào) 廠H TITANPPER Ni-Ti 27PPER Ni-Ti 35PPER Ni-Ti 40通型中國鎳鈦絲0.016×0.0220.016×0.0220.016×0.0220.016×0.0220.016×0.022TomyOrmcoOrmcoOrmco有研億金新材料股份有限公司36.5℃29.3℃31.4℃37.3℃10℃525-12210-0912210-0932210-0952卵圓型卵圓型卵圓型卵圓型卵圓型Instron 萬能材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)：型號(hào) 2343，美國 Instron 公司生器為 50N，最小速度 0.1mm/min。

圖 2.2 電熱恒溫水浴鍋1.4 冰柜: 型號(hào) BC/BD-103HB，山東青島海爾公司生產(chǎn)。1.5 人工唾液：配方為 0.26％ NaH2PO4·H2O，2.17％NaHPO4·7H2O，NaCl，用 HCl 和 NaOH 滴定調(diào)整 PH 值至 6.75。1.6 Damon 3 MX 自鎖托槽：型號(hào) 491-4521 ，其槽溝寬為 0.022×0.02，美國 Ormco 公司出品。1.7 改良部分牙弓托槽彎曲實(shí)驗(yàn)裝置（見圖 2.3）：在不銹鋼的基臺(tái)上粘結(jié)四個(gè)自鎖托槽，托槽間距模擬 11，21，23 和 2間距（9mm,15.5mm,7.5mm），模擬側(cè)切牙錯(cuò)位的矯正。在 21、23 托槽之間處基臺(tái)上固定兩根標(biāo)桿，在每次基臺(tái)及弓絲重新放置的時(shí)候使標(biāo)桿對(duì)準(zhǔn)壓中線，從而確保每次實(shí)驗(yàn)壓頭都能壓在弓絲標(biāo)記的中點(diǎn)上。實(shí)驗(yàn)過程中需個(gè)基臺(tái)放置于裝有人工唾液的電熱恒溫水浴箱的金屬架上。

圖 2.3 改良三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)裝置(b:正面示意圖：c:側(cè)面示意圖)1.8 自制弓絲固定裝置：制作方法見以下實(shí)驗(yàn)方法。2 實(shí)驗(yàn)方法2.1 制作弓絲固定裝置：取未使用的平整不銹鋼板及3×6×60mm不銹鋼柱5塊,其中每根不銹鋼柱每隔 5mm 設(shè)計(jì)一個(gè) 0.022×0.025 英寸槽溝。將五根不銹鋼柱交錯(cuò)固定在不銹鋼上，鋼柱相互平行且均與底座垂直（如圖 2.4），五根鋼柱對(duì)應(yīng)的槽溝處于同水平面上，其中①、③ 、⑤與②、④的槽溝相對(duì)。不銹鋼柱①、② 、④、的槽溝位于同一條直線上，鋼柱之間間距分別為 9.0mm 、15.5mm 、7.5mm（參 11,21,23,24 托槽間距，模擬側(cè)切牙排齊過程），不銹鋼柱 ③距其余鋼柱槽所在的直線 3mm。然后再將不銹鋼板于鋼柱③周圍呈“T”型切開，使鋼柱③2.3b 2.3c
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