酸性フッ化リン酸塩中でのジルコニアの腐食挙動

Corrosion behavior of zirconia in acidulated phosphate fluoride.

抄録

目的:

酸性環境およびフッ化物処理を代表する酸性フッ化リン酸塩（APF）中におけるジルコニアの腐食挙動を研究した。

OBJECTIVE: The corrosion behavior of zirconia in acidulated phosphate fluoride (APF) representing acidic environments and fluoride treatments was studied.

材料と方法:

ジルコニア棒を1.23%と0.123%のAPF溶液に浸漬し、37℃で一定時間維持した。すべての試料の表面をデジタル顕微鏡および走査型電子顕微鏡（SEM）を用いて画像化した。質量損失測定のため、試料の質量と寸法を測定した。結晶性の変化を検出するため、粉末X線回折（XRD）により試料の特性を評価した。電気化学インピーダンス分光法（EIS）に基づくバイオセンサーを使用して、浸漬媒体への材料のイオン溶解を検出した。

MATERIAL AND METHODS: Zirconia rods were immersed in 1.23% and 0.123% APF solutions and maintained at 37°C for determined periods of time. Surfaces of all specimens were imaged using digital microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Sample mass and dimensions were measured for mass loss determination. Samples were characterized by powder X-ray diffraction (XRD) to detect changes in crystallinity. A biosensor based on electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to detect ion dissolution of material into the immersion media.

結果:

デジタル顕微鏡で観察したところ、材料の光沢が低下しており、SEMで観察したところ、1.23%のAPFに浸漬したジルコニアの表面腐食が増加していた。構造変化は認められなかったが、0.123%APFに浸漬した材料表面への塩（リン酸ナトリウム）の吸収は顕著であった。EISは、浸漬時間が長くなるにつれて、浸漬液のインピーダンスの変化が大きくなることを示した。

RESULTS: Digital microscopy revealed diminishing luster of the materials and SEM showed increased superficial corrosion of zirconia submerged in 1.23% APF. Although no structural change was found, the absorption of salts (sodium phosphate) onto the surface of the materials bathed in 0.123% APF was significant. EIS indicated a greater change of impedance for the immersion solutions with increasing bathing time.

結論:

APF溶液へのジルコニアの浸漬は、材料のバルクには及ばず、表面に限定された劣化を示した。酸性口腔内環境におけるジルコニアの性能は、この研究から解明することができる。

CONCLUSION: Immersion of zirconia in APF solutions showed deterioration limited to the surface, not extending to the bulk of the material. Inferences on zirconia performance in acidic oral environment can be elucidated from the study.