1 银汞合金的发展历程

作为永久性口腔充填修复材料，银汞合金已有千余年的历史。世界上汞合金用于口腔修复的最早记载考追溯到公元659年，我国唐代苏敬（苏恭）等著《新修本草》（《唐本草》）中记载了银膏用以补牙“以白锡和银薄及水银合成之”；1578年，明朝李时珍所著的《本草纲目》进行了更为详细的描述；19世纪之后，巴黎医生Louis Nicolas Regnart将10%的汞加入熔融合金形成软化合金并在室温固化用于填充物，源于法语“amalgame” 的银汞合金（amalgam）名词诞生；1826年法国Auguste Taveau发展了银汞合金塑性并进一步缩短了固化时间；1933年Crawcour兄弟将其引入美国；现代牙科之父——G．V．Black于1896年发表《Manual of Operative Dentistry》建立了理想银汞合金充填修复的机理原则，其后100余年里含铜量低于6%的低铜银汞合金成分、性能未发生根本性变化[1]；1963年Innes和Youdelis在低铜屑型合金中引入球形银-铜低共熔体（含铜量高达28.1%），从而诞生了性能更优异的无γ2相高铜银汞合金系列。

1929年，美国牙医学会（American Dental Association，ADA）发布一号规定，包括材料必须经过特定的检测项目，为从市场中剔除不合格产品迈出重要一步。银汞合金至今已有6代产品：银锡汞合金→低铜体系汞合金→高铜球型银铜共晶合金和低铜屑型传统合金组成的混合型高铜合金→单一组成银-铜-锡高铜合金（球型或屑型）→银-锡-铜-铟体系含铟高铜合金→银-铜-钯共晶合金和第2代或第3代合金的混合型。

银汞合金可按照铜含量分为2大类：一类是低铜合金，称普通合金或传统合金；另一类是高铜合金，内含分散的银铜颗粒，又称“分散相合金”。ISO24234标准对齿科银汞合金和胶囊产品进行了规范，我国YY1026和YY0715标准分别对银合金粉和银汞胶囊作出规定。银合金粉成分要求见表1。

表1 银合金粉化学成分的要求

学者们尝试开发无汞合金替代银汞合金但难度极大，转而利用添加钯、铟、锰、金、铂、铑、铱、镧等微量元素改善合金的机械性能和抗腐蚀性；添加硒以阻止汞齐中的汞溶入唾液中; 添加镍、铟代替锌可防止锌的析氢膨胀等[6]，但由于合金成本和临床效果等原因，未能投入市场大规模推广使用。

2 高铜银汞合金的组织相控制及其对合金性能的影响

迄今被普遍采用的高铜银汞合金的成分设计及性能变化均较大, 复杂多变的相组成和结构对临床配汞量和临床性能和治疗效果起着决定性作用，尚需进一步系统研究。因成分、制造工艺和处理条件不同，银汞合金中的主要物相为十几种熔点不高的二元金属间化合物。高铜银汞合金主要是由银锡铜三元合金粉同汞发生反应形成，主要过程可表示为：

γ-Ag3Sn相和ε-Cu3Sn相为银合金粉汞合反应前的主相，γ-Ag3Sn含量约50%～90%，该相存在的最高温度为480℃。ε-Cu3Sn相含量为10%～50%，由δ-Cu31Sn8相分解生成, 熔点为676℃。二者晶体学特征相近, 但物理化学行为迥异，γ-Ag3Sn易与汞发生反应生成Ag2Hg3相, 而ε-Cu3Sn相不与汞反应, 却能捕获锡相形成η-Cu6Sn5相。

γ1-Ag2Hg3相是银汞合金汞合反应后组织的基体相，高铜银汞合金中含量为70%～90%。该相更精确的分子式为含锡的Ag7Hg9，在温度高于127℃时可分解为Ag6Sn5的β1相和单相汞。η-Cu6Sn5相是高铜银汞合金汞合反应后的主要强化相，含量在10%以上。η-Cu6Sn5相最高分解温度为415℃。η相尺寸约30nm，呈棒状单独分散或成网状分布在γ1相中。

除主相外, 由于制备工艺和成分的不同，高铜银合金粉中尚可能有少量η-Cu6Sn5,β-Ag4Sn和Ag-Cu等固溶体相及其它微量相，如复杂立方晶体结构的Cu3lSn8相,菱方结构的Cu20Sn6相,单相Ag,Cu及α和β锡相等。特别指出的是，γ2-Sn8Hg相在低铜银汞合金中含量约为10%，当高铜银汞合金含铜量大于12%时则成功消除了γ2相。该相熔点为214℃，抗拉和抗压强度仅为21MPa和69MPa，显微硬度为HB40～60，在含氯离子溶液中易受腐蚀, 与蠕变和腐蚀关系密切。合金中存在γ2相对性能极为不利，是导致低铜银汞合金修复失败的主要原因。

银合金粉亦可按制备工艺和粉末颗粒形状分成车屑片状银合金粉、球形雾化银合金粉和喷甩片状银合金粉3类。北京安泰生物医用材料有限公司（原钢铁研究总院物理室）采用自主发明的快速凝固急冷喷甩工艺所制造的微晶高铜银合金粉曾荣获我国首批专利，制备的片状微晶银合金粉仅由ε-Cu3Sn和γ-Ag3Sn两相组成，后序经过特殊的热处理工艺和老化处理，汞合反应后基体相为γ1-Ag2Hg3, 主要强化相为η-Cu6Sn5，无γ2-Sn8Hg相存在，汞齐化后的银汞合金避免了杂相干扰并且结构弥散细小；降低基体相γ1-Ag2Hg3含量并保证其长期服役过程中保持稳定不分解, 可降低合金蠕变值；η-Cu6Sn5以棒状形态存在于晶界，对晶界可起到扣锁作用，或以网状分布则可强化基体相, 对位错滑动起到阻碍作用。喷甩片状微晶银合金粉综合力学性能最佳，各种齿科银汞合金的典型性能见表2。

表2 各种齿科银汞合金的典型性能

3 高铜银汞合金的发展趋势

高铜银汞合金由于价格低廉、固化速度快、耐磨损、能承受较大咀嚼力、服役寿命长，而且可在潮湿口腔环境使用，过敏病例罕见，已经在临床上安全使用了50多年。对于难于保持坐姿不动的病人，如儿童或行动不便者，也不影响其使用。但因其颜色与牙齿本色差异，目前主要适用于后牙和隐蔽部位的前牙洞充填。随着口腔材料行业发展，复合树脂材料、玻璃离子水门汀等材料的临床使用，以及全球范围内限制汞的使用等原因，银汞合金使用量呈缩减趋势。但后牙充填，尤其是咬合力较大的洞形以及口腔潮湿的环境下，银汞合金具有明显的优越性。

我国学者进一步对银汞合金临床应用中力学性能、人体毒性等进行了验证。潘卫红等将离体上颌第二磨牙经螺旋CT 扫描，对实体结构图象进行数字化处理并建立有限元模型，对银汞合金、复合树脂及玻璃离子水门汀修复前后的牙体应力分布情况进行数值分析。结果显示，在同样载荷作用下，3种材料修复后牙体的应力云图分布形态和极值基本相同,无显著性差异。汪俊等用冷原子吸收光谱法测定银汞充填后的汞溶出量变化情况，采用世界卫生组织（WHO）推荐的神经行为核心测验组合方法,评估银汞合金充填体对人体有无神经毒性的影响；通过对银汞合金体患者尿汞的定期检测，均证明银汞合金的人体安全性。

目前替代材料在临床使用中也存在局限性，比如广泛应用的复合树脂的费用比汞合金高而临床寿命短, 其聚合收缩和磨损尚有问题；复合树脂修复较汞合金修复易受技术影响, 因必须控制潮湿；复合树脂仅适用于牙体缺损不含牙尖, 且小于牙尖间距l/3，无功能接触的后牙龋洞修复；动物实验研究发现复合树脂产生的变应原和细胞毒素能引起牙髓炎症反应等。玻璃离子水门汀的物理性能和化学性能虽然在口腔环境中比较稳定，治疗成本与复合树脂相当，但强度和寿命不如复合树脂，更容易磨损和破裂，对于龋齿部位和干燥处理要求更高，对组织细胞生长具有抑制效应或毒性作用并有显著浓度和时间依赖性。

ADA发布1998年协会报告称，1970年代以前,75%以上的修复病例采用银汞合金，1979年美国医生共植入1.57亿例。过去20年间，银汞合金使用量在美国逐渐减少，主要原因是龋齿发生率的降低、牙冠材料的大量应用、牙色替代修复材料的使用等。1991年50%的修复病例采用银汞合金，共使用约0.96亿例[167]。据估计，目前全球每年仍有数千万颗牙齿接受银汞合金填充，我国每年使用量约为1000余万例。

源于对环境的考虑，瑞典（1999年）、挪威（2008年）、丹麦（2008年）等国开始执行禁止使用汞的禁令，其中包括牙科汞合金材料。但是至今为止，包括世界卫生组织、美国、欧盟等政府官方组织以及专业协会组织均对银汞合金持积极立场。

1997年3月世界卫生组织评价了大量不同来源的证据得出了汞合金修复安全的结论；2007年10月，世界牙科联合会（FDI）就银汞合金安全性发表立场声明：银汞合金溶出极微量汞（ng），且部分被人体吸收；尿汞水平与银汞合金修复数量正相关，但也受其他来源影响；无证据支持银汞合金修复与长期退化性疾病、肾病、自免疫疾病、认知功能、不良妊娠结局或任何非特异性症状相关；银汞合金修复邻近粘膜可能发生局部过敏反应，但极罕见且多数可通过移除银汞合金得以解决；牙科银汞合金可能副作用需要进一步深入研究；银汞合金的替代品可能具有副作用。

2009年7月28日FDA颁布关于用于口腔充填的口腔银汞合金及其组成成分——单质汞和合金粉分类的最终规定（Final rules）。认为口腔银汞合金释放的量不足以危害患者健康,并将口腔银汞合金划入中等风险控制的II级。

2009年8月，美国牙科协会（ADA）继2002年1月明确其“ADA继续相信汞合金对患者而言是经济、可行、安全的选择”立场之后，其科学事务委员会（CSA）发表声明支持正在进行的针对现有口腔材料和新材料的安全性研究，并继续相信银汞合金是齿科患者有价值的、可行的、安全的选择。

2015年欧盟SCENIHR组织再次发表观点,牙科银汞合金是有效的修复材料，是特定修复选择的材料。由于替代材料使用量增加，目前在欧盟口腔健康中牙科银汞合金的使用有所转变。牙科银汞合金无牙色且与保留的牙体组织没有粘结性，替代牙色充填材料使用量增加。这种改变从牙科治疗教育中替代材料而不是银汞合金使用量逐渐增加的趋势中可见一斑。这种降低与对用汞的关注、银汞的金属成分和欧盟范围内降低汞使用量的总目标相一致。替代材料也有临床局限和毒性风险。SCENIHR的结论性意见是口腔修复中不排除使用银汞合金或者替代材料。但材料的选择应基于患者特征比如乳牙或者恒牙、妊娠、对汞或修复材料其他成分过敏、肾清除功能受损。

4 结语

在限汞方面，中国是负责任的发展中大国。2013年1月19日，含中国在内的87个国家和地区代表共同签署了联合国环境规划署《关于汞的水俣公约》并且承诺逐年降低汞的使用量。尽管挪威、丹麦、瑞典等国家停用银汞合金，但均基于环境保护的考虑，而非材料的安全性。如果医生和患者认真沟通、规范操作，妥善处理医疗垃圾，在未来较长一段时间内，银汞合金依然是经济、安全、有效的永久性充填修复材料。

我国龋齿患病率高但就诊率极低，对于价格合理的优质口腔修复材料需求潜力巨大。最新全国口腔流行病调查报告显示数据显示，我国龋齿、牙周病等口腔疾病患病率高达97.6%，66%的5岁儿童患有龋齿，35～44岁年龄段人群的龋齿率为88.1%，老年人群体龋齿率高达98.4%；2016年我国口腔疾病患者人数为6.87亿，口腔医院的就诊人数为3211万人，就诊患者占口腔患者的比列仅为4.67%。随着行业和材料的发展，相信会有更加安全有效的替代牙色材料出现，或者银汞合金与其他材料配合达到更加完美的治疗美容效果，我们满怀期待，把选择权交给广大医生患者和时间。