不同正畸钢丝的机械性能测试比较及临床意义

作者:姚 森 张伶军 王国萍 应可满  文章来源:现代口腔医学杂志 

2007-12-21 15:40:56         【博客】 【论坛】 【投稿】 【打印】 【关闭

  【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

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责任编辑:姚红祥  

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