資料與辦法

樣品和解決方案

CoCrW合金的化學(xué)成分見表1。

人工唾液的成分由三種不同的溶液制備。 運(yùn)用以下試劑/濃度 (mol.L-1)： 溶液 A：

表1 CoCrW 合金的化學(xué)成分 (wt )

NaH2PO4/0.233 + KCl/1.164 + NaCl/0.123 + NH4Cl/0.205

+ 檸檬酸鈉/3.74x10-3 + 乳酸/0.039； 溶液 B-尿素/0.167 + 尿酸/4.46x10-3 + NaOH/5x10-3 和溶液 C：KSCN/0.123。 經(jīng)過混合 A、B 和 C 溶液 (1:1:1) 每天制備唾液溶液，然后在高純度去離子水 (15) 中稀釋 50 倍。

一切實(shí)驗均運(yùn)用天然曝氣溶液在 (37.0±0.5) °C 和 6.6 pH 值（口腔條件）下進(jìn)行三次重復(fù)。

電極

CoCrW 合金作業(yè)電極是由棒的中心部分制成的圓盤，面積為 0.90 cm2。 圓柱形環(huán)氧樹脂底座與鋼盤配合。 一根同心黃銅棒連接到鋼+環(huán)氧樹脂基體上。 經(jīng)過依次用更細(xì)等級的 120、400、600 和 2000 目砂紙拋光制備電極，然后在實(shí)驗前用蒸餾水和乙醇徹底沖刷并風(fēng)干。

輔助電極由鉑箔組成，每次實(shí)驗前都用酸清洗并焚燒。 飽滿甘汞電極（SCE）用作參比電極。

電化學(xué)實(shí)驗

經(jīng)過動電位極化陽極曲線和計時電流曲線點(diǎn)評耐腐蝕性。 所研討的 CoCrW 合金在人工唾液和 0.15 mol.L-1 NaCl 溶液中。 這些點(diǎn)評是在每個電位使用到達(dá)穩(wěn)定電流后進(jìn)行的，從陽極方向上的開路電位開始，從 Ecorr 到 0.9 V vs. SCE，運(yùn)用 1 mV.s-1 掃描速率。 作為作業(yè)規(guī)范，假定當(dāng)電流密度為 10 mA/cm2 時到達(dá)跨鈍化電位。 電化學(xué)阻抗譜 (EIS) 丈量在 8 個十倍頻（從 100 KHz 到 10 mHz）進(jìn)行。 潛力是

±8 mV, p.p. 實(shí)驗在 37 °C 下進(jìn)行。 一種

μAutolab type III/FRA2 恒電位儀（Metrohm Autolab BV，荷蘭）用于與頻率響應(yīng)檢測器和微型計算機(jī)耦合。

表 2. 運(yùn)用能量色散光譜 (EDS) 剖析 CoCrW 的不同外表區(qū)域拋光后的合金

外表表征

掃描電子顯微鏡 (SEM) 和能量色散 X 射線光譜 (EDS) 剖析

SEM 和 EDS 剖析在與 Stereoscan 440 Leica 掃描電子顯微鏡（Leica Microsystems）耦合的 WDX600 牛津顯微鏡（Leica Microsystems. Wetzlar，德國）上進(jìn)行。 樣品運(yùn)用 1 μm 金剛石膏拋光，用水和乙醇沖刷并風(fēng)干。 運(yùn)用 EDS 剖析了不同的外表區(qū)域（表 2）。

X 射線光電子能譜 (XPS) 剖析

XPS 剖析在光譜儀（類型 XSAM HS；Kratos Analytical Ltd, Manchester, UK）上在超高真空（約 10-8 Torr）下進(jìn)行。非單色 Mg Kα (hν=1253.6 eV) 輻射用作 X 射線源，在 12 kV 電壓下具有 5 mA 發(fā)射電流。將樣品拋光，用去離子水沖刷，在超聲波浴頂用剖析級丙酮清洗 5 分鐘，然后用去離子水沖刷。在這些實(shí)驗之前，將樣品在 Ecorr 浸入人工唾液和 0.15 mol.L-1 NaCl 溶液中 8 小時。 8 小時后，剖析外表成分以研討鈍化膜成分中鈷 (Co) 和鉻 (Cr) 的存在。作為結(jié)合能參考值，對應(yīng)于外來烴 (16) 的碳峰的值是 284.8 eV。點(diǎn)評包括用于布景扣除的 Shirley 程序、混合高斯/洛倫茲函數(shù)和用于擬合峰值的最小二乘程序。

外表表征

掃描電子顯微鏡 (SEM) 和能量色散 X 射線光譜 (EDS) 剖析

SEM 和 EDS 剖析在與 Stereoscan 440 Leica 掃描電子顯微鏡（Leica Microsystems）耦合的 WDX600 牛津顯微鏡（Leica Microsystems. Wetzlar，德國）上進(jìn)行。 樣品運(yùn)用 1 μm 金剛石膏拋光，用水和乙醇沖刷并風(fēng)干。 運(yùn)用 EDS 剖析了不同的外表區(qū)域（表 2）。

X 射線光電子能譜 (XPS) 剖析

XPS 剖析在光譜儀（類型 XSAM HS；Kratos Analytical Ltd, Manchester, UK）上在超高真空（約 10-8 Torr）下進(jìn)行。非單色 Mg Kα (hν=1253.6 eV) 輻射用作 X 射線源，在 12 kV 電壓下具有 5 mA 發(fā)射電流。將樣品拋光，用去離子水沖刷，在超聲波浴頂用剖析級丙酮清洗 5 分鐘，然后用去離子水沖刷。在這些實(shí)驗之前，將樣品在 Ecorr 浸入人工唾液和 0.15 mol.L-1 NaCl 溶液中 8 小時。 8 小時后，剖析外表成分以研討鈍化膜成分中鈷 (Co) 和鉻 (Cr) 的存在。作為結(jié)合能參考值，對應(yīng)于外來烴 (16) 的碳峰的值是 284.8 eV。點(diǎn)評包括用于布景扣除的 Shirley 程序、混合高斯/洛倫茲函數(shù)和用于擬合峰值的最小二乘程序。

細(xì)胞毒性實(shí)驗

經(jīng)過在與合金樣品觸摸后將細(xì)胞培養(yǎng)物露出于溶液中進(jìn)行細(xì)胞毒性測定，在 37°C 的培養(yǎng)基 MEM 中浸泡 10 天。 NCTC 克隆 929 細(xì)胞系購自美國典型培養(yǎng)物保藏中心 (ATCC) 庫。 依據(jù)世界規(guī)范化組織 (ISO) (19)，在之前的論文 (17,18) 中描繪了中性紅吸收 (NRU) 辦法，點(diǎn)評了細(xì)胞毒性效應(yīng)。

成果

電化學(xué)成果

人工唾液和 0.15 mol.L-1 NaCl 溶液的腐蝕電位（固定開路電位值）為

-100±28 mVSCE 和 -277±23

mVSCE 別離（圖 1A）。陽極動電位極化曲線由腐蝕電位取得并制作，以點(diǎn)評電位的影響，以承認(rèn)合金鈍化的電位規(guī)模和跨鈍化電位的值。進(jìn)行計時電流測驗是為了驗證鈍化膜上是否存在點(diǎn)蝕。從極化曲線取得的成果制作在圖 1A 中，其間合金的計時電流曲線在不同的電位值（圖 1B 和 1C），別離在人工唾液和 NaCl 介質(zhì)中。計時電流成果顯現(xiàn)在不同的電位下，并證明了經(jīng)過動電位極化陽極曲線取得的成果，標(biāo)明金屬外表鈍化的電位規(guī)模。在不同電位值下觀察到的電流密度穩(wěn)定值標(biāo)明合金不存在點(diǎn)腐蝕。

EIS 被用來研討鈍化膜/電解質(zhì)界面和隨電位增加的演變。圖 2 顯現(xiàn)了 CoCrW 在人工唾液（圖 2A）和 0.15 mol.L-1 NaCl 溶液（圖 2B）中 Ecorr 和 0.25 VSCE 的 Bode（模量和相）圖。對于兩種介質(zhì)中的合金/溶液界面，能夠看到類似的行為：阻抗的虛部和實(shí)部跟著電位變得比 Ecorr 更正而減少。建議的等效電路如圖 2C 所示，

其間 R 對應(yīng)于電解質(zhì)電阻，CPE 和 Rf 別離對應(yīng)于恒相元件（偽電容）和經(jīng)過保護(hù)膜氧化反響的極化電阻。CPEdc 和 Rct 別離對應(yīng)于雙層恒相CoCrW 合金氧化的元素和電荷轉(zhuǎn)移電阻。在兩種媒體中為 Ecorr 和 0.25 VSCE 提出了相同的電路。

外表表征

進(jìn)行SEM和EDS剖析以點(diǎn)評非金屬夾雜物的存在。拋光后運(yùn)用 EDS 剖析不同的外表區(qū)域

1 mm 鉆石膏。圖 3 顯現(xiàn)了三個不同的區(qū)域，1、2 和 3。依據(jù) EDS 剖析，區(qū)域 1 標(biāo)明全體成分，區(qū)域 2 對應(yīng)于碳化鈮，區(qū)域 3 是因為存在硅和錳氧化物。

XPS 用于研討鈍化膜成分中 Cr 和 Co 的存在。表 3 顯現(xiàn)了鈍化膜中元件的肯定電位。外表的鉻含量在兩種介質(zhì)中都高于鈷，與唾液比較，在 0.15 mol.L-1 NaCl 中更高。成果標(biāo)明鈍化膜中存在鉻 (III) 和鈷氧化物。

細(xì)胞毒性實(shí)驗

進(jìn)行細(xì)胞毒性實(shí)驗，成果見圖4；細(xì)胞毒性點(diǎn)評選用中性紅吸收法。陽性和陰性對照用于承認(rèn)測驗程序的適當(dāng)功能和/或點(diǎn)評 CoCrW 合金的成果，以及操控電池靈敏度、提取功率和其他測驗參數(shù)。細(xì)胞生機(jī)高于 IC50( ) 線的樣品被認(rèn)為是無毒的，低于 IC50( ) 線的樣品是有毒的。

評論

圖 1A 顯現(xiàn)鹽水溶液中的 Ecorr 更正，標(biāo)明與人工唾液介質(zhì)比較，構(gòu)成更好的被迫膜。 CoCrW 合金（圖 1A）在大的剖析電位規(guī)模內(nèi)顯現(xiàn)出較小的電流密度值（1 至 10 A/cm2），標(biāo)明在兩種介質(zhì)中構(gòu)成的鈍化膜具有杰出的特性。 CoCrW 合金在 NaCl 介質(zhì)中表現(xiàn)出較低的鈍化電流密度，標(biāo)明氯化鈉的鈍化膜比人工唾液中的鈍化膜更多。計時電流曲線（圖 1B 和 1C）即便在高電位下也顯現(xiàn)出穩(wěn)定的電流密度值，標(biāo)明沒有點(diǎn)腐蝕。成果標(biāo)明，CoCrW 合金在 0.9 V 和兩種介質(zhì)中的高電流密度值下僅呈現(xiàn)普遍腐蝕。

經(jīng)過 EIS 在 Ecorr 和 0.25 VSCE 下研討了鈍化膜的特性。成果示于圖2A和2B中。波特相圖是典型的無源體系，在低頻時阻抗的實(shí)部和虛部均具有高值。在波特圖中 |Z| 的值約為 105 Ω/cm 且視點(diǎn)大于 75，顯現(xiàn)構(gòu)成的薄膜具有高阻容特性。波特相圖指出了人工唾液和氯化鈉的相同機(jī)制。圖 2C 還顯現(xiàn)了依據(jù)模仿等效電路對實(shí)驗成果的擬合。在整個研討頻率規(guī)模內(nèi)觀察到實(shí)驗成果和所提出的等效電路之間的杰出一致性，標(biāo)明兩種介質(zhì)中的定性機(jī)制相同。在氯化鈉介質(zhì)中構(gòu)成的膜（圖 2B）比在人工唾液中構(gòu)成的膜（圖 2A）具有更好的質(zhì)量。

鈍化膜的成分由 Ecorr 的 XPS 剖析。氯化鈉中構(gòu)成的鈍化膜中鉻和鈷的含量比人工唾液中的多。保護(hù)膜由兩種介質(zhì)（20）中的氧化鉻構(gòu)成。 Hodgson 等人也取得了這些成果。 (21)。在 CoCr 基合金中，只要在高電位時才會發(fā)現(xiàn)鉻氧化的另一種狀況，如 Cr (VI) (21,22)。 Co2+ 和 Co3+ 之間的化學(xué)位移非常小 (22-24)，標(biāo)明難以表征金屬外表的氧化態(tài)。薄膜中的少數(shù)鈷標(biāo)明它分散到溶液中并且沒有明顯奉獻(xiàn)到氧化物相。

在這項研討中，測驗合金即便在 100 提取物濃度下也沒有呈現(xiàn)毒性效果。一切生機(jī)曲線均高于細(xì)胞毒性指數(shù)線，這意味著 CoCrW 合金在該測定中沒有顯現(xiàn)出細(xì)胞毒性效應(yīng)。在這項研討中，CoCrW 合金表現(xiàn)出杰出的行為，構(gòu)成了富含鉻 (III) 氧化物和少數(shù)鈷氧化物的均勻鈍化膜。在 0.15 mol.L-1 NaCl 中構(gòu)成的薄膜比在人工唾液中構(gòu)成的薄膜更具電容性和電阻性。人工唾液的化學(xué)復(fù)雜性可能導(dǎo)致鈍化膜的更大不穩(wěn)定性。 SEM 和 EDS 標(biāo)明 CoCrW 合金呈現(xiàn)碳化鈮和硅和錳的氧化物作為非金屬夾雜物。細(xì)胞毒性實(shí)驗驗證了非細(xì)胞毒性

依據(jù)所運(yùn)用的辦法對合金的影響。

這項研討的成果標(biāo)明，從電化學(xué)和細(xì)胞毒性的視點(diǎn)來看，CoCrW 合金可用作生物資料，用于種植牙假體。

圖1所示。CocrW合金在唾液中的電位、極化曲線。在每一個潛在的使用中，7r B和C的摩爾氯化物顯現(xiàn)了時間的改變。

細(xì)胞毒性實(shí)驗

經(jīng)過在與合金樣品觸摸后將細(xì)胞培養(yǎng)物露出于溶液中進(jìn)行細(xì)胞毒性測定，在 37°C 的培養(yǎng)基 MEM 中浸泡 10 天。 NCTC 克隆 929 細(xì)胞系購自美國典型培養(yǎng)物保藏中心 (ATCC) 庫。 依據(jù)世界規(guī)范化組織 (ISO) (19)，在之前的論文 (17,18) 中描繪了中性紅吸收 (NRU) 辦法，點(diǎn)評了細(xì)胞毒性效應(yīng)。

成果

電化學(xué)成果

人工唾液和 0.15 mol.L-1 NaCl 溶液的腐蝕電位（固定開路電位值）為

-100±28 mVSCE 和 -277±23

mVSCE 別離（圖 1A）。陽極動電位極化曲線由腐蝕電位取得并制作，以點(diǎn)評電位的影響，以承認(rèn)合金鈍化的電位規(guī)模和跨鈍化電位的值。進(jìn)行計時電流測驗是為了驗證鈍化膜上是否存在點(diǎn)蝕。從極化曲線取得的成果制作在圖 1A 中，其間合金的計時電流曲線在不同的電位值（圖 1B 和 1C），別離在人工唾液和 NaCl 介質(zhì)中。計時電流成果顯現(xiàn)在不同的電位下，并證明了經(jīng)過動電位極化陽極曲線取得的成果，標(biāo)明金屬外表鈍化的電位規(guī)模。在不同電位值下觀察到的電流密度穩(wěn)定值標(biāo)明合金不存在點(diǎn)腐蝕。

EIS 被用來研討鈍化膜/電解質(zhì)界面和隨電位增加的演變。圖 2 顯現(xiàn)了 CoCrW 在人工唾液（圖 2A）和 0.15 mol.L-1 NaCl 溶液（圖 2B）中 Ecorr 和 0.25 VSCE 的 Bode（模量和相）圖。對于兩種介質(zhì)中的合金/溶液界面，能夠看到類似的行為：阻抗的虛部和實(shí)部跟著電位變得比 Ecorr 更正而減少。建議的等效電路如圖 2C 所示，

圖2。() CoCrW合金在氯化鈉(A)和人工唾液下的阻抗空間。等效電路用于擬合不同電勢下的實(shí)驗數(shù)據(jù)。

其間 R 對應(yīng)于電解質(zhì)電阻，CPE 和 Rf 別離對應(yīng)于恒相元件（偽電容）和經(jīng)過保護(hù)膜氧化反響的極化電阻。CPEdc 和 Rct 別離對應(yīng)于雙層恒相CoCrW 合金氧化的元素和電荷轉(zhuǎn)移電阻。在兩種媒體中為 Ecorr 和 0.25 VSCE 提出了相同的電路。

外表表征

進(jìn)行SEM和EDS剖析以點(diǎn)評非金屬夾雜物的存在。拋光后運(yùn)用 EDS 剖析不同的外表區(qū)域

1 mm 鉆石膏。圖 3 顯現(xiàn)了三個不同的區(qū)域，1、2 和 3。依據(jù) EDS 剖析，區(qū)域 1 標(biāo)明全體成分，區(qū)域 2 對應(yīng)于碳化鈮，區(qū)域 3 是因為存在硅和錳氧化物。

XPS 用于研討鈍化膜成分中 Cr 和 Co 的存在。表 3 顯現(xiàn)了鈍化膜中元件的肯定電位。外表的鉻含量在兩種介質(zhì)中都高于鈷，與唾液比較，在 0.15 mol.L-1 NaCl 中更高。成果標(biāo)明鈍化膜中存在鉻 (III) 和鈷氧化物。

表 3 浸漬后 CoCrW 合金的 X 射線光電子能譜 (XPS) 成果

圖 3. 經(jīng)過 1 毫米金剛石膏拋光的 CoCrW 合金樣品的 SEM 和 EDS 圖畫。

細(xì)胞毒性實(shí)驗

進(jìn)行細(xì)胞毒性實(shí)驗，成果見圖4；細(xì)胞毒性點(diǎn)評選用中性紅吸收法。陽性和陰性對照用于承認(rèn)測驗程序的適當(dāng)功能和/或點(diǎn)評 CoCrW 合金的成果，以及操控電池靈敏度、提取功率和其他測驗參數(shù)。細(xì)胞生機(jī)高于 IC50( ) 線的樣品被認(rèn)為是無毒的，低于 IC50( ) 線的樣品是有毒的。

評論

圖 1A 顯現(xiàn)鹽水溶液中的 Ecorr 更正，標(biāo)明與人工唾液介質(zhì)比較，構(gòu)成更好的被迫膜。 CoCrW 合金（圖 1A）在大的剖析電位規(guī)模內(nèi)顯現(xiàn)出較小的電流密度值（1 至 10 A/cm2），標(biāo)明在兩種介質(zhì)中構(gòu)成的鈍化膜具有杰出的特性。 CoCrW 合金在 NaCl 介質(zhì)中表現(xiàn)出較低的鈍化電流密度，標(biāo)明氯化鈉的鈍化膜比人工唾液中的鈍化膜更多。計時電流曲線（圖 1B 和 1C）即便在高電位下也顯現(xiàn)出穩(wěn)定的電流密度值，標(biāo)明沒有點(diǎn)腐蝕。成果標(biāo)明，CoCrW 合金在 0.9 V 和兩種介質(zhì)中的高電流密度值下僅呈現(xiàn)普遍腐蝕。

經(jīng)過 EIS 在 Ecorr 和 0.25 VSCE 下研討了鈍化膜的特性。成果示于圖2A和2B中。波特相圖是典型的無源體系，在低頻時阻抗的實(shí)部和虛部均具有高值。在波特圖中 |Z| 的值約為 105 Ω/cm 且視點(diǎn)大于 75，顯現(xiàn)構(gòu)成的薄膜具有高阻容特性。波特相圖指出了人工唾液和氯化鈉的相同機(jī)制。圖 2C 還顯現(xiàn)了依據(jù)模仿等效電路對實(shí)驗成果的擬合。在整個研討頻率規(guī)模內(nèi)觀察到實(shí)驗成果和所提出的等效電路之間的杰出一致性，標(biāo)明兩種介質(zhì)中的定性機(jī)制相同。在氯化鈉介質(zhì)中構(gòu)成的膜（圖 2B）比在人工唾液中構(gòu)成的膜（圖 2A）具有更好的質(zhì)量。

圖 4. CoCrW 合金在中性紅吸收辦法的細(xì)胞毒性測定中的生機(jī)曲線。

鈍化膜的成分由 Ecorr 的 XPS 剖析。氯化鈉中構(gòu)成的鈍化膜中鉻和鈷的含量比人工唾液中的多。保護(hù)膜由兩種介質(zhì)（20）中的氧化鉻構(gòu)成。 Hodgson 等人也取得了這些成果。 (21)。在 CoCr 基合金中，只要在高電位時才會發(fā)現(xiàn)鉻氧化的另一種狀況，如 Cr (VI) (21,22)。 Co2+ 和 Co3+ 之間的化學(xué)位移非常小 (22-24)，標(biāo)明難以表征金屬外表的氧化態(tài)。薄膜中的少數(shù)鈷標(biāo)明它分散到溶液中并且沒有明顯奉獻(xiàn)到氧化物相。

在這項研討中，測驗合金即便在 100 提取物濃度下也沒有呈現(xiàn)毒性效果。一切生機(jī)曲線均高于細(xì)胞毒性指數(shù)線，這意味著 CoCrW 合金在該測定中沒有顯現(xiàn)出細(xì)胞毒性效應(yīng)。在這項研討中，CoCrW 合金表現(xiàn)出杰出的行為，構(gòu)成了富含鉻 (III) 氧化物和少數(shù)鈷氧化物的均勻鈍化膜。在 0.15 mol.L-1 NaCl 中構(gòu)成的薄膜比在人工唾液中構(gòu)成的薄膜更具電容性和電阻性。人工唾液的化學(xué)復(fù)雜性可能導(dǎo)致鈍化膜的更大不穩(wěn)定性。 SEM 和 EDS 標(biāo)明 CoCrW 合金呈現(xiàn)碳化鈮和硅和錳的氧化物作為非金屬夾雜物。細(xì)胞毒性實(shí)驗驗證了非細(xì)胞毒性

依據(jù)所運(yùn)用的辦法對合金的影響。