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【摘要】 目的 比较澳丝、美国正畸钢丝、仿澳丝 、国产不锈钢丝、经热处理国产不锈钢丝的刚度、弹性、强度、抗疲劳性能,为临床合理选 用正畸钢丝提供依据。方法 对上述5种临床常用正畸钢丝的弹性模 量、弹性极限、回弹角、抗拉强度、扭转强度、疲劳强度等机械性能进行测试和比较。结果 得出5种正畸钢丝的刚度、弹性、强度、抗疲劳性能等比较数据。 结论 在临床上应该根据不同矫治时机的需求以及钢丝的不同特性合 理选用钢丝。 【关键词】 正畸钢丝 机械性能 测试比较
牙颌畸形的矫治效果与正畸钢丝的性能密切相关。本研究拟通过对 临床常用正畸钢丝进行机械性能测试,为临床合理选用正畸钢丝提供依据。
材料和方法
一、材料:①直径0.016英寸的澳丝(Australian Orthodontic Wire,Speci al+1032,T-P Laboratories,Inc.Made in Australia)。②直径0.016英寸的美国正畸不 锈钢丝(简称美国丝,Elgiloy Yellow Wire,RMO,Inc.USA)。③直径0.4mm国产仿澳丝( 也称正畸不锈钢丝,北京钢铁研究总院生产)。④直径0.4mm国产不锈钢丝(陕西钢铁研 究所生产)。⑤直径0.4mm经加热处理的国产不锈 钢丝(陕西钢铁研究所生产的不锈钢丝 ,经用西安天隆新技术研究所生产的TL-4500正畸弓丝性能增强器进行通电加热处理,钢丝 颜色由金属银灰色变至浅咖啡色[1])。 二、机械性能测试:取上述5种正畸钢丝各70根,分成7组,每组10根,长10cm。选一标准牙 弓形态图[2],弯制钢丝使其形态与该图完全一致,然后进行下列机械性能测试。 1.钢丝刚度、强度测试:将钢丝固定在TY-IV强度测试仪上(美国西格玛公司),给钢丝加载拉力载荷(加荷速度:10毫米/分钟),分别测试其弹性模量、弹性极限及抗拉强度。 2.扭转强度测试:将钢丝一端固定在ZY-IV扭转强度测试仪上(美国西格玛公司产),距该固定端1cm处夹持钢丝,绕长轴缓慢扭转钢丝(加荷速度360度/分钟),直至钢丝断裂为止。计算至断裂时钢丝被扭转的角度。 3.疲劳强度测试:将钢丝一端固定在WY-IV疲劳强度测试仪上(美国西格玛公司),距该固定端1cm处夹持钢丝,使钢丝向上、向下分别做90度的交替连续弯曲(加荷速度:循环弯曲1次/2秒),直至钢丝断裂为止。 4.加载变形后回弹角测试:将钢丝固定在BW-IV变形角测试仪(美国西格玛公司)的跨度为15mm的两个支撑杆上,在两固定端的中点给钢丝加载(加荷速度:10毫米/分钟),使钢丝发生75度形变,维持4小时及10小时,分别测试钢丝的回弹角度。
结 果
表1 不同正畸钢丝的刚度、强度测试表(单位:Mpa)
| 材料类型 |
弹性模量 |
弹性极限 |
抗拉强度 |
| x |
s |
x |
s |
x |
s |
| 澳丝 |
183200 |
198 |
2080 |
12 |
2300 |
11 |
| 仿澳丝 |
177667 |
184 |
2030 |
10 |
2000 |
8 |
| 美国丝 |
188000 |
164 |
1680 |
11 |
1980 |
9 |
| 国产丝(未加热) |
174000 |
120 |
1550 |
10 |
1630 |
9 |
| 国产丝(加热后) |
183100 |
118 |
2060 |
8 |
2120 |
10 |
| 分析表1,关于弹性模量,除了澳丝与经热处理的国产不锈钢丝之 间的差别无统计学意义之外,其它各钢丝之间均有明显差别(美国丝>澳丝、经热处理国产不锈钢丝>仿澳丝>未热处理国产不锈钢丝)。关于弹性极限,除了澳丝、经热处理国产不锈钢丝、仿澳丝之间的差别无统计学意义之外,其它各钢丝之间均有明显差别(澳丝、经热处理国产不锈钢丝、仿澳丝>美国丝>未热处理国产不锈钢丝)。关于抗拉强度,各钢丝之间均有明显差别(澳丝>经热处理国产不锈钢丝>仿澳丝>美国丝>未热处理国产不锈钢丝)。
表2 不同正畸钢丝75度形变后不同时间的回弹角(单位:度) |
| 材料类型 |
4小时 |
10小时 |
| x |
s |
x |
s |
| 澳丝 |
26 |
2 |
28 |
2 |
| 仿澳丝 |
22 |
2 |
24 |
2 |
| 美国丝 |
25 |
2 |
28 |
2 |
| 国产丝(未加热) |
21 |
2 |
22 |
2 |
| 国产丝(加热后) |
26 |
2 |
28 |
2 |
责任编辑:姚红祥 |