兩種不同微-納米化處理方法對鈦種植體表面材料學(xué)性能及早期骨結(jié)合影響的實驗研究.pdf

1、種植義齒修復(fù)是目前口腔醫(yī)學(xué)界公認的牙列缺損、缺失患者首選的修復(fù)方式，種植體與骨組織之間形成良好的骨結(jié)合是其成功的必要條件，然而，長達3-6個月的骨結(jié)合形成時間極大程度地影響了患者的工作和生活。因此促進種植體早期骨結(jié)合形成、提高種植體早期負載能力，從而縮短種植修復(fù)的治療周期是目前口腔種植臨床研究的熱點，其中種植體表面處理是較為有效和可控的方法[1]。本實驗采用氫氟酸(HF)酸蝕+陽極氧化及HF酸蝕+磁控濺射的方法對純鈦進行表面處理，形成兼

2、具微米、納米二者優(yōu)點的微/納米表面，通過對比兩種微/納米表面的材料學(xué)性能，再通過動物實驗植入種植體，進行雙熒光染色分析、硬組織切片以及生物力學(xué)檢測來觀察種植體早期骨結(jié)合的情況，以期為臨床縮短種植體骨結(jié)合時間提供新的種植體表面處理方法以及實驗依據(jù)。
　　目的:
　　1.評價純鈦經(jīng)HF酸蝕+陽極氧化及HF酸蝕+磁控濺射兩種方法處理后純鈦表面涂層的材料學(xué)性能。
　　2.借助動物實驗，采用活體植入種植體，對比HF酸蝕+陽極氧化

3、及HF酸蝕+磁控濺射處理的微/納米表面對種植體早期骨結(jié)合的影響。
　　方法:
　　1.微/納米表面的構(gòu)建與檢測:40個純鈦鈦片隨機平均分成A組和B組，每組20片。A組進行HF酸蝕+陽極氧化處理，B組進行HF酸蝕+磁控濺射處理。處理后的樣品通過掃描電鏡、原子力學(xué)顯微鏡觀察其表面形貌，通過X射線能譜分析、X射線衍射物相觀察表面化學(xué)成分，通過環(huán)氧樹脂對接拉伸實驗檢測涂層的結(jié)合強度。
　　2.種植體早期骨結(jié)合的動物實驗:40枚

4、螺旋柱狀種植體隨機平均分為A組和B組，每組各20枚。A組進行HF酸蝕+陽極氧化處理;B組進行HF酸蝕+磁控濺射處理。將處理后的種植體隨機植入SD大鼠兩側(cè)股骨干骺端。種植術(shù)后對實驗動物進行雙熒光序列標記。飼養(yǎng)2周取材行硬組織切片，通過熒光顯微鏡分析、組織學(xué)觀察評估兩種微/納米涂層促進種植體早期骨結(jié)合的能力，通過軸向拔出實驗評估兩種微/納米涂層生物力學(xué)性能。
　　結(jié)果:
　　1.掃描電鏡:A組表面在微米級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上有均勻分布緊

5、密相鄰的納米管結(jié)構(gòu)，覆蓋整個表面。微米坑窩突起間距為4～10μm，納米管孔徑為80～100nm。B組表面在微米級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上有密集分布的納米柱結(jié)構(gòu)，微米溝槽間距為1～2μm，納米柱直徑為20～50nm。
　　2.原子力顯微鏡:A組表面形成微米級結(jié)構(gòu)，微米突起間距為4μm，在此基礎(chǔ)上形成納米突起，納米突起較圓鈍且疏松分布，B組表面形成微米級結(jié)構(gòu)，微米突起間距為2μm，在此基礎(chǔ)上形成納米突起，納米突起尖銳且鄰接緊密。
　　3.X

6、射線能譜分析:A、B兩組都含有Ti、F。其中B組通過磁控濺射載入Sr元素。
　　4.X射線衍射物相:通過磁控濺射（B組）和陽極氧化（A組）兩種方式制備的樣品表面均呈現(xiàn)α-Ti晶相。
　　5.涂層界面結(jié)合強度測定:環(huán)氧樹脂對接拉伸結(jié)果顯示，A組界面結(jié)合強度為3.73±0.58KN，B組組界面結(jié)合強度為5.49±0.91KN，顯著高于A組。(P＜0.01)
　　6.雙熒光標記:免疫熒光顯微鏡下可見，鈣黃綠素呈綠色熒光條帶，

7、多為雙標記，代表種植術(shù)后(1～3d)骨代謝與增生較為旺盛。四環(huán)素標記的區(qū)域為土黃色的條帶，代表后期(11～13d)骨改建與骨成熟階段。A、B兩組均可見大面積的綠色熒光條帶和土黃色條帶。但條帶范圍B組較A組廣泛。
　　7.硬組織切片:麗春紅染色可見，種植體與周圍骨組織顯示不同的顏色，礦化骨基質(zhì)呈紅色或者褐色，骨髓呈黃色，種植體顯示為黑色。與A組表面相比，B組表面種植體周圍礦化基質(zhì)較多。A組與B組的骨結(jié)合率(BIC％)分別為50.21

8、±3.72，61.49±5.42，統(tǒng)計學(xué)結(jié)果顯示B組表面的骨結(jié)合率(BIC％)顯著高于A組表面(P＜0.05)。
　　8.生物力學(xué)檢測:A組與B組種植體的最大拔出力分別為74.15±5.11，90.08±7.32，統(tǒng)計學(xué)結(jié)果顯示B組表面顯著高于A組表面(P＜0.05）。
　　結(jié)論:
　　1.兩種處理方法在純鈦表面構(gòu)建了不同結(jié)構(gòu)的微/納米涂層，其中通過HF酸蝕+磁控濺射構(gòu)建的涂層成功載入鍶元素，但都未形成新的晶相。磁控濺