低彈性模量仿生種植體的基礎(chǔ)研究.pdf

1、目的：
　　研究與骨組織彈性模量相匹配的生物活性種植體,并通過(guò)一系列體內(nèi)外試驗(yàn)評(píng)價(jià)該種植體的生物相容性、骨結(jié)合能力、生物力學(xué)相容性等特點(diǎn),以及周圍骨組織的力學(xué)生物學(xué)反應(yīng),從而為該種植體的臨床應(yīng)用提供基礎(chǔ)研究。
　　方法：
　　以近β型TLM鈦合金(Ti25Nb3Zr3Mo2Sn)作為種植體的基體材料,其彈性模量約為純鈦的1/2,而力學(xué)強(qiáng)度高于純鈦。為了提高鈦合金表面的生物活性,通過(guò)微弧氧化(MAO)水熱后處理(Htt)

2、技術(shù),在種植體表面形成粗糙多孔并復(fù)合有納米HA的仿生涂層,從而制備低彈性模量的仿生種植體。通過(guò)檢測(cè)該涂層的表面形貌、物相結(jié)構(gòu)、粗糙度、親水性等表征涂層的理化性能;以溶血實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、急性全身毒性實(shí)驗(yàn)、皮下植入試驗(yàn)等評(píng)價(jià)種植體的生物相容;并在Beagle犬頜骨內(nèi)骨水平植入該種植體,與相同處理的純鈦種植體和光滑表面的純鈦種植體相比較,結(jié)合Raman光譜、納米壓痕、硬組織切片等手段分析該種植體骨結(jié)合的質(zhì)量。進(jìn)一步通過(guò)延期負(fù)重,模擬種植體

3、口內(nèi)負(fù)載的環(huán)境,與高彈性模量的相同表面處理的純鈦種植體相比較,研究力學(xué)負(fù)載條件下TLM鈦合金種植體(低彈性模量)結(jié)合骨的力學(xué)生物學(xué)行為,特別是種植體頸部骨結(jié)合的骨改建,以硬組織切片、Raman光譜、納米壓痕等多學(xué)科手段定量地研究該低彈性模量仿生種植體的生物活性和生物力學(xué)相容性優(yōu)勢(shì)。
　　結(jié)果：
　　1.TLM鈦合金經(jīng)過(guò)微弧氧化處理(MAO)在其表面構(gòu)建與牙本質(zhì)小管相似的粗糙多孔結(jié)構(gòu),結(jié)合水熱后處理(Htt),在該多孔結(jié)構(gòu)的基

4、礎(chǔ)上復(fù)合生物活性的薄層納米HA,從而構(gòu)建出與牙本質(zhì)-牙骨質(zhì)復(fù)合體結(jié)構(gòu)相似的種植體仿生涂層。
　　2.TLM-MAO-Htt涂層理化性能的表征其表面粗糙度Ra為1.684μm,接觸角為13.8±1.7°,親水性大大提高;Ti-MAO-Htt涂層的表面結(jié)構(gòu)、粗糙度、親水性等與TLM-MAO-Htt涂層相似,二者間無(wú)明顯區(qū)別。
　　3.一系列的生物相容性實(shí)驗(yàn)證實(shí)TLM-MAO-Htt和Ti-MAO-Htt涂層具有很好的生物相容性,

5、并具有異位成骨能力。
　　4.Beagle犬頜骨內(nèi)植入試驗(yàn)研究中,發(fā)現(xiàn)TLM-MAO-Htt種植體和相同處理的純鈦種植體(Ti-MAO-Htt)骨結(jié)合的效率和質(zhì)量無(wú)明顯差別,但二者均明顯高于光滑表面的純鈦種植體(Ti-S)。
　　5.在種植體延期負(fù)載試驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)高彈性模量的Ti-MAO-Htt種植體的骨結(jié)合率、螺紋內(nèi)骨的面積率、皮質(zhì)骨區(qū)結(jié)合骨的彈性模量和硬度均顯著低于低彈性模量的TLM-MAO-Htt種植體(P≤0.05);

6、而Ti-MAO-Htt種植體頸部呈角形骨吸收,種植體結(jié)合骨的骨改建較TLM-MAO-Htt種植體活躍。
　　結(jié)論：
　　1.通過(guò)微弧氧化水熱處理可在TLM鈦合金表面成功構(gòu)建粗糙多孔并復(fù)合有納米HA的微納米結(jié)構(gòu),與牙本質(zhì)-牙骨質(zhì)復(fù)合體結(jié)構(gòu)相似,初步實(shí)現(xiàn)了牙種植體仿生涂層的構(gòu)建。
　　2.TLM-MAO-Htt涂層具有很高的親水性、生物相容性和生物活性。
　　3.TLM-MAO-Htt和Ti-MAO-Htt兩組種植體