口腔純鈦種植體表面改性及其生物性能研究.pdf

1、自19世紀(jì)70年代,純鈦的“骨整合”現(xiàn)象被Branemark和Schroeder提出之后,純鈦?zhàn)鳛橹踩塍w在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用受到越來越多的重視。純鈦用于口腔種植體具有良好的生物相容性、抗腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)。由于其生物活性較低,在臨床應(yīng)用中“骨整合”周期長(zhǎng),因此為提高純鈦表面的生物活性以降低骨整合周期,人們對(duì)其進(jìn)行了各種改性處理。目前經(jīng)改性后種植體表面結(jié)構(gòu)與骨結(jié)合的機(jī)制仍不明確,有待深入研究。本文重點(diǎn)研究了口腔純鈦種植體的三種表面改性工藝

2、,并通過表面結(jié)構(gòu)和體外細(xì)胞生物活性的表征,給出最優(yōu)化的改性工藝,探討成骨細(xì)胞與不同純鈦表面結(jié)構(gòu)的響應(yīng)機(jī)制。
　　首先,本文對(duì)打磨拋光后的純鈦片(Pure Ti)分別用噴丸酸蝕(SLA)、陽極氧化(AO),以及噴丸酸蝕和陽極氧化結(jié)合(SLA+AO)的方法進(jìn)行表面改性,從而得到SLA Ti、AO Ti、SLA+AO Ti三組樣品。并以Pure Ti作為空白對(duì)照樣品。其中噴丸酸蝕工藝參數(shù)為150μm的玻璃球,噴丸時(shí)間40s,在10wt％

3、草酸水溶液90℃油浴2h;陽極氧化是在90伏電壓下、3mol/L硫酸溶液中進(jìn)行的。
　　其次,通過表面形貌、粗糙度、表面成分、晶相結(jié)構(gòu)及親水性能測(cè)試分析各組樣品的表面結(jié)構(gòu)及其形成機(jī)制。SLA處理之后的樣品具有由2-3um凹坑和100-400nm孔洞組成的分級(jí)多孔形貌特征。AO處理之后的樣品表面形成20-400nm孔結(jié)構(gòu)的銳鈦礦相氧化膜。SLA+AO方法處理之后的樣品表面形成具有微納分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的銳鈦礦相氧化膜。
　　最后,本

4、文研究了體外小鼠成骨細(xì)胞MC3T3-E1在四組樣品(Pure Ti;SLA Ti;AO Ti;SLA+AO Ti)表面上的細(xì)胞生物學(xué)行為,包括生物毒性、細(xì)胞增殖、細(xì)胞黏附和鋪展、細(xì)胞基因表達(dá)以及細(xì)胞分化行為。活/死細(xì)胞檢測(cè)結(jié)果顯示四組樣品均無細(xì)胞毒性。ALP、OCN及OPN等基因表達(dá)檢測(cè)結(jié)果表明:在培養(yǎng)早期(2天),SLA Ti、AO Ti和SLA+AO Ti上的成骨細(xì)胞代謝速度較 Pure Ti樣品上的快,其中SLA+AO Ti上的成

5、骨細(xì)胞代謝速度最快。鈣結(jié)節(jié)量檢測(cè)結(jié)果表明,在培養(yǎng)28天后,細(xì)胞分泌的鈣鹽量趨勢(shì)是:SLA+AO Ti>AO Ti> SLA Ti>Pure Ti,由此可見經(jīng)過噴丸酸蝕和陽極氧化改性之后的SLA+AO Ti樣品具有最好的生物活性、最能誘導(dǎo)成骨細(xì)胞分化、礦化。
　　綜上所述,通過結(jié)合噴丸酸蝕和陽極氧化工藝改性之后的樣品表面所具有的微納分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的銳鈦礦相氧化膜,最大程度地提高了細(xì)胞的分化能力,具有最好的生物活性,有利于口腔種植體的臨