电感耦合等离子体-光学发射光谱法分析含氟铝硅酸盐原玻璃和酸洗玻璃离子向去离子水中的释放

摘要

目的:评价含氟铝硅酸盐玻璃(LG26Sr)在酸洗前后离子向去离子水的释放情况，并确定酸洗对玻璃的影响。材料和方法:氟铝硅酸盐玻璃样品(实验玻璃;LG26Sr原料和酸洗)储存在聚乙烯(PE)管中，在37°C的去离子水中保存28天。在1、3、7、14、21和28天后收集无玻璃溶液。为了比较去离子水中离子的释放模式，计算了24小时至28天内玻璃中离子的累积释放量。利用电感耦合等离子体-光学发射分析了离子的释放光谱学(ICP-OES)。ICPOES能够同时进行多元素分析，以确定水溶液中的离子浓度。结果与讨论:(a)氟铝硅酸盐玻璃(实验玻璃;LG26Sr原料和酸洗)在各个时间点进行观察。可以看到，离子的释放随着时间的推移而减少，在第四周释放的离子量最小。(b)酸洗玻璃增加了氟(F)和铝(Al)离子的释放量，而锶(Sr)离子的释放量则减少了。(c)玻璃的酸洗表明，与Al离子相比，F离子的释放量更高。虽然酸洗后Al的含量有所增加，但相对于F离子，Al的含量过低。(d)第3周后，原玻璃中铝离子的释放立即减少。结论:(a)在整个实验期间，大量的离子从玻璃(生的和酸洗的)释放到去离子水中。 (b) The release of ions was decreased after reaching a peak value and minimal quantities were released in week four. (b) F and Al ions were released more from AW glasses as compared to raw glasses. (c) Release of Al ions were suddenly dropped in week 4. (d) Release of Sr ions were greater from raw than AW.

关键字

离子释放，玻璃离聚体，牙科水泥

简介

Fluoroalumino硅酸盐玻璃(玻璃离子胶结物)是由硅酸盐和聚羧酸盐胶结物衍生而来，以克服这些缺陷和缺陷材料．玻璃离聚物水泥最初用作牙科修复材料[1]以及王冠和桥梁的黏合剂[2，3.]。后来，这些材料由于其高度发达的性能，被广泛用于乳牙的修复，III类和V类修复，并作为长期的临时填充材料[4-6]。

GICs的结合能力牙科纸巾，尤指牙本质［7]和长期氟化物释放[8，9使它们有利于在…中使用恢复牙科．通过它们与牙齿结构的牢固结合，可以密封龋齿腔，防止边缘的泄漏，并消除继发龋齿的风险。这也使得空腔形式更加保守[10]。结合是通过化学方法，在牙齿结构和修复界面进行离子交换而实现的[11，12]。此外，GICs的热膨胀系数与口腔硬组织的热膨胀系数接近，是良好的边缘适应的有力基础[12]。

GICs的抗蛇毒作用是众所周知的，并被认为是氟化物释放的结果。这些水泥也能充电氟化局部应用的离子如果暴露在含有氟离子的溶液中，随后会根据氟离子的浓度重新释放，因此会起到蓄水池的作用[9，13-16]。

长期以来，人们一直在研究GICs的离子释放作用。已经有很多证据表明这种材料会释放离子，特别是氟离子。许多研究人员致力于氟化物离子的释放，但也有一些研究其他离子的释放，表明氟化物不是唯一被释放的离子[17]。发现的一些离子是Al、Sr、Ca、Na和K等阳离子，另一些是F、Si和p等阴离子。已经用不同的方法进行了研究，但没有研究从氟铝硅酸盐玻璃向去离子水中释放的离子。因此，人们意识到这一地区需要进一步调查以获得更多信息。目前的研究主要集中在氟铝硅酸盐玻璃中氟化物、铝和锶离子的释放分析;用ICP-OES将原料和酸洗到去离子水中。

电感耦合等离子体光学发射光谱(ICP-OES)

ICP-OES可用于测定水溶液中离子的浓度。它利用原子和离子激发现象来分析水介质中的痕量金属。它以其准确性和多元素分析同时在调查人员中迅速流行起来。

样品以受控的速率被引入ICP，并在ICP的高温(7000- 8000°K)下雾化。不同类型的原子发射光子特征波长，这些是由光电倍增管收集，作为一个探测器。这样产生的电信号可以用谱表示。这些光谱很难解释，也不实际。Soa化学计量软件用于计算和量化信号，并提供有用的数据。在ICP-OES的帮助下，可以很容易地确定十亿分之一(ppb)水平的元素浓度。

材料与方法

采用LG26Sr原料和酸洗(aw)氟铝硅酸盐玻璃。LG26Sr含有Al, P, Sr, Si和f。LG26Sr中没有钙，钙被锶取代。

将20克玻璃与67毫升去离子水和10毫升35%的乙酸混合进行酸洗(LG26Sr)。然后将这种悬浮液放在电磁搅拌器上24小时，然后用滤纸过滤。残留物首先在水中清洗以消除表面离子，然后在丙酮中清洗以帮助干燥。最后，将残留物放置在通风柜中24小时晾干。然后用杵和臼将干燥的玻璃杯碾碎，再通过50微米的筛子进行筛分。

玻璃的颗粒大小是用马尔文颗粒分析仪测量的。水库被去离子水填满到所需的水平。加入适当数量的颗粒大小的样品，直到计算机显示所需的量。按照计算机指示进行进一步处理，一旦测量结果确定，数据就被打印出来。

每种玻璃样品6个(原料0.131 - 0.140 g, aw 0.131 - 0.139 g)。将每个玻璃杯放入15毫升聚乙烯(PE)试管中，然后加入10毫升去离子水。将所有样品摇匀，并在37°C下保存一段时间。6个样品，每个样品含有10毫升去离子水，但不含玻璃，也被放在烤箱中作为对照。在预定的时间点后，标本以4000转/分的速度离心40分钟，使玻璃与液体分离。然后将8 ml无玻璃溶液转移到另一个PE试管中，室温保存。向玻璃杯中加入10毫升去离子水，再次放入烤箱。在储存1天、3天、7天、14天、21天和28天后，收集8 ml溶液样本，测量玻璃中释放的离子。用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)测定了这些溶液和空白样品中的Al、Sr、P、Si和F。

用电感耦合等离子体-光学发射技术对PE管玻璃(原玻璃和AW玻璃)中的无玻璃溶液进行了分析光谱学(ICP-OES)用于测定释放的离子水平，在生物材料组，科学学院，格林威治大学，梅德韦校区，彭布罗克，肯特ME4 4AW，英国。使用的仪器是Perkin Elmer Optima DV4300 ICPOES。ICP-OES可以相对容易地确定元素浓度到十亿分之一(ppb)水平。对ICP-OES的结果进行了分析，得到了m.equiv中释放离子的浓度。玻璃/ g。

统计分析

采用SPSS PASW统计软件对数据进行分析。均值和标准差(SD)被用来描述数据。采用样本t检验检验LG26Sr原料与AW释放离子的差异是否显著。p值<0.05为显著。

结果

在1、3、7、14、21和28天的时间内，LG26Sr(生的和AW的)累积离子释放到去离子水中表1．计算结果为m.equiv/g玻璃。磨矿筛分前后原料和原料的粒径分别为3.40 (μm)和3.43 (μm)。

表1。LG26Sr在1 ~ 28 d的累积平均离子释放量。

图1以1 ~ 28天时间的平方根为曲线，表示酸洗前后LG26Sr中氟离子的累积释放量。Y轴是m.eq中离子释放的浓度。/g玻璃，X轴是时间的平方根，单位是天。该图显示了一个非常显著的结果(p=0.001)，即从酸洗玻璃杯中释放的氟离子几乎是原始玻璃杯中释放的离子的四倍。

图中图2与1至28天的时间平方根作对比，显示了LG26Sr(原料和AW)铝离子的累积释放量。该图显示了离子释放的特定模式，对于原玻璃和AW玻璃都有线性关系。但在第三周之后，LG26Sr原始眼镜的情节下降在21到28天之间，而AW型的发布保持线性。表1显示释放是非常显著的(p=0.001)。两种类型的R2值也较好，R2最低值为0.9779，这是相当好的。

图中图3显示了原玻璃和aw玻璃离子的释放规律，两者之间存在线性关系。与氟化物和铝不同，锶离子从原玻璃中释放出来的量比酸洗型的要多，具有极显著性(p=0.001)。两种类型的R2值也较好，R2值最低为0.9908。

讨论

在这项研究中，我们发现在整个实验期间，LG26Sr在每一段时间的存储中不断地向去离子水中释放大量的离子。

因此，从离子释放中获得的数据具有一些需要考虑的重要方面。首先，离子的释放量随着时间的推移而减少，这与其他研究者报道的结果相似[9，17，18]。其次，用酸洗过的玻璃杯释放的F和Al离子明显多于未经加工的玻璃杯。这与之前对树脂改性玻璃离聚体的研究一致[19]。在第4周结束时，原玻璃中的铝离子突然下降，与酸洗类型相比，这种释放非常低。当氟离子的释放量与铝离子的释放量进行比较时，可以看到原玻璃的氟离子释放量略高于铝离子。而在酸洗玻璃中，氟化物的差异几乎是铝的三倍。因此可以说，酸洗对氟化物离子释放的增加明显大于铝离子的增加。第三，与酸洗玻璃相比，非酸洗玻璃锶离子的释放明显更高，这与本研究中氟化物和铝离子的释放模式相反。

结论

本研究对含氟铝硅酸盐玻璃的离子释放进行了评估，得出以下结论。

原始和酸洗的LG26Sr玻璃及其亚型都释放了大量的离子，直到达到峰值，之后释放量下降，到第四周结束时，离子的释放量最小。

酸洗增加了氟化物和铝离子的释放。研究还发现，与铝离子相比，酸洗更能促进氟化物离子的释放。

到第四周结束时，铝离子的释放突然下降，与酸洗型相比也非常低。未经加工的玻璃比酸洗过的玻璃释放出更多的锶离子。

参考文献

1. 米尔恩KA，等。玻璃离聚体口腔修复剂(第一部分:结构研究)。科学通报，1997;8:349-356。
2. 帕梅耶CH和尼尔纳K.长期临床评价三种琵琶材料。Swed Dent J. 1994;18:59-67。
3. GJ。玻璃离聚体的临床表现。生物材料。1998;19:573 - 579。
4. 麦凯布JF和沃尔斯AWG。应用牙科材料。8日版。剑桥大学出版社，英国;1998.
5. VanNoort R.牙科材料导论。第二版。爱思唯尔科学有限公司，伦敦;2002.
6. Ana ID等。生物活性玻璃对树脂改性玻璃离聚体水泥固化及力学性能的影响。生物材料。2003;24:3061 - 3067。
7. 尼科尔森JW。牙用胶粘材料及其耐久性。Adhes, 2000;20:11-16。
8. Patrícia W，等。玻璃离聚物水泥和复合树脂的氟化物释放和吸收。邓文杰，2000;11:89-96。
9. 瓦茨DC等。树脂/离聚物修复剂在水和中性介质中的尺寸变化。板牙。2000;16:89-96。
10. Erickson RL和Glasspoole EA.结合到牙齿结构:玻璃离聚体和复合树脂系统的比较。邓特。1994;6:27 - 44。
11. Wilson AD，等。聚电解质水泥与羟基磷灰石的粘附机理。J Dent Res. 1983;62:590-592。
12. 威尔逊AD和麦克莱恩JW。玻璃离子水泥。精髓,芝加哥;1988.
13. Jones FH等人。玻璃离子水泥对氟化物的吸收:表面分析方法。生物材料。2003;24:107 - 119。
14. Williams JA，等。比较离子释放从玻璃离子水泥作为功能的方法加入离子。生物材料。1999;20:589 - 594。
15. Hadley PC，等。玻璃离聚体中单价离子对其吸收和再释放的影响。生物材料。1999;20:891 - 897。
16. Billington RW，等。玻璃离子水泥:除了氟离子，还有氟离子以单氟磷酸盐的形式释放氟的证据。生物材料。2004;25:3399 - 3402。
17. Czarnecka B等。玻璃离子水泥在近中性和酸性条件下的缓冲和离子释放。生物材料。2002;23:2783 - 2788。
18. 高伟，斯梅尔斯。传统和树脂改性玻璃离聚体的氟化物释放/吸收。邓文杰。2001;29:301-306。
19. 希尔RG，等。聚丙烯酸分子量对玻璃离子水泥断裂韧性的影响。科学通报，1989;24:363-371。