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,并通過一系列體內(nèi)外試驗評價該種植體的生物相容性、骨結(jié)合能力、生物力學相容性等特點,以及周圍骨組織的力學生物學反應,從而為該種植體的臨床應用提供基礎(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,而力學強度高于純鈦。為了提高鈦合金表面的生物活性,通過微弧氧化(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。通過檢測該涂層的表面形貌、物相結(jié)構(gòu)、粗糙度、親水性等表征涂層的理化性能;以溶血實驗、細胞毒性實驗、急性全身毒性實驗、皮下植入試驗等評價種植體的生物相容;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。進一步通過延期負重,模擬種植體

3、口內(nèi)負載的環(huán)境,與高彈性模量的相同表面處理的純鈦種植體相比較,研究力學負載條件下TLM鈦合金種植體(低彈性模量)結(jié)合骨的力學生物學行為,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相容性優(yōu)勢。
　　結(jié)果：
　　1.TLM鈦合金經(jīng)過微弧氧化處理(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,二者間無明顯區(qū)別。
　　3.一系列的生物相容性實驗證實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.在種植體延期負載試驗中,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)建粗糙多孔并復合有納米HA的微納米結(jié)構(gòu),與牙本質(zhì)-牙骨質(zhì)復合體結(jié)構(gòu)相似,初步實現(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