3D打印多孔鈦種植體結(jié)合CS-HA涂層促骨結(jié)合作用的研究.pdf

1、牙種植體在臨床應(yīng)用廣泛，多孔鈦種植體的機械性能接近于骨組織，有望減輕應(yīng)力遮擋效應(yīng)，適宜尺寸孔隙結(jié)構(gòu)為新骨長入提供空間，形成生物固定提高骨結(jié)合強度，且內(nèi)部貫通的孔隙有利于血管化及代謝物質(zhì)運輸。利用3D打印技術(shù)可完成高精度試件的制作，滿足多孔鈦種植體的制作要求。殼聚糖/羥基磷灰石復(fù)合涂層生物相容性好，粗糙多孔的微觀結(jié)構(gòu)能夠增加與骨組織的接觸面積，有骨誘導(dǎo)性，與多孔鈦結(jié)合能夠提高骨結(jié)合速率與穩(wěn)定性。
　　目的:
　　分析3D打印多

2、孔鈦的機械性能及生物相容性，探討多孔鈦種植體與殼聚糖/羥基磷灰石復(fù)合涂層結(jié)合后的體內(nèi)外促骨結(jié)合的作用，為提高臨床種植成功率及使用壽命提供新思路。
　　方法:
　　1.3D造型軟件設(shè)計所需試件的三維模型，利用選擇性激光燒結(jié)分別制作出長條形、圓盤形及螺紋種植體Ti6A14V試件;
　　2.利用三點彎曲法測試不同孔隙率（實心、30％、40％、50％、60％、70％）長條形鈦合金試件的準(zhǔn)彈性梯度，分析其機械性能;
　　3

3、.將圓盤狀鈦合金試件分為實心組、實心涂層組、P=30％組、P=30％涂層組、P=50％組、P=50％涂層組，涂層組利用電化學(xué)沉積法進(jìn)行CS/HA復(fù)合涂層的制備，分別進(jìn)行MC3T3-E1細(xì)胞培養(yǎng)，通過活/死細(xì)胞染色法、MTT染色及堿性磷酸酶水平檢測分析其體外生物學(xué)性能;
　　4.將螺紋種植體試件分為實心組和多孔組用于新西蘭白兔股骨髁部植入實驗，種植體進(jìn)行CS/HA涂層處理，分別在4周、12周時取樣進(jìn)行X射線檢查及硬組織切片觀察分析其

4、體內(nèi)生物學(xué)性能。
　　結(jié)果:
　　1.選擇性激光燒結(jié)制作出多孔鈦合金試件無明顯制作缺陷，表面平整，表面具有微粗糙度，孔隙尺寸均勻，貫通良好。掃描電子顯微鏡觀察表面形貌可見試件表面未熔融鈦粉顆粒，CS/HA涂層分布均勻，為致密的層片狀，裂紋較少，表面分布微孔。
　　2.三點彎曲法檢測結(jié)果表明多孔鈦試件準(zhǔn)彈性梯度隨孔隙率增大而減小，并且當(dāng)孔隙率為30％和70％時，其準(zhǔn)彈性梯度分別接近人體皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨。
　　3.活/

5、死細(xì)胞活力檢測結(jié)果表明試件表面細(xì)胞具有高活性，活細(xì)胞比率均高于85％，細(xì)胞增殖活躍，7天時細(xì)胞密度達(dá)到90％以上，并且細(xì)胞于粗糙的內(nèi)壁附著良好。MTT染色實驗結(jié)果中多孔試件表面細(xì)胞MTT值均高于實心鈦盤表面細(xì)胞(P＜0.05)，細(xì)胞培養(yǎng)2天時不同孔隙率間無顯著差異(P＞0.05)，5天時P=50％CS/HA組高于P=30％CS/HA組(P＜0.05)，CS/HA涂層處理組普遍高于無表面處理組(P＜0.05)。多孔鈦試件的ALP水平較實心

6、組高（P＜0.05），CS/HA涂層處理后鈦盤表面細(xì)胞ALP水平較無表面處理對照組高（P＜0.05）。
　　4.X射線檢查示種植體植入角度較正，骨質(zhì)愈合良好，未見骨折、骨裂。硬組織切片鏡下觀察示骨結(jié)合界面清晰，無炎細(xì)胞浸潤。4周時實心種植體頸部與底部靠近基骨處成骨活躍，新生骨覆蓋近兩端螺紋，新生骨小梁較原有骨組織更細(xì)長且紅染更亮更深;多孔組孔隙內(nèi)部有新骨產(chǎn)生，與種植體內(nèi)孔緊密相連，離散分布，周圍大量核深染的成骨細(xì)胞。12周時新生骨

7、沿實心種植體表面向中部延伸，與種植體緊密相連，骨小梁更為粗大，厚度約為450um;多孔組種植體外表面頸部與底部的新骨繼續(xù)向中部延伸，孔內(nèi)離散分布的新骨面積擴大，有相連的趨勢，高倍鏡示靠近外表面的大孔內(nèi)新生骨組織較多，未見炎細(xì)胞浸潤。
　　結(jié)論:
　　1.選擇性激光燒結(jié)技術(shù)可以完成多孔鈦合金試件的精細(xì)制作，利用電化學(xué)沉積法可制備出均勻、致密的鈦基殼聚糖/羥基磷灰石涂層。
　　2.多孔鈦試件的準(zhǔn)彈性梯度隨孔隙率增大而減小，