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随着现代口腔种植技术的日臻完善,种植义齿的临床运用也日益普遍。由于现有的国产种植系统在加工精度、工艺、表面处理等方面存在的缺陷,导致其临床疗效与国际品牌有较大差距,使得国产种植系统的应用处于低迷状态。大量国外种植系统涌入中国,其昂贵的成本限制了我国种植修复治疗的应用。随着我国逐渐步入老龄化社会,对口腔种植修复的需求量明显增加。因此,目前有必要加大投入继续开发具有自主知识产权的高质量的国产种植系统,降低我国种植修复治疗的费用。
目的:利用低压等离子喷涂技术在钛合金种植体表面构建钛—羟基磷灰石梯度涂层,通过各项检测来评价该表面处理技术对种植体骨整合的影响,为日后研制开发具有自主知识产权的高质量的国产种植系统提供一定的参考。
方法:
1.将钛—6铝—4钒棒机械加工成柱状螺纹种植体基体,通过不同表面处理构建三组种植体:对照组MA种植体(机械切割表面)和HA涂层种植体(羟基磷灰石涂层表面),以及实验组Ti—HA梯度涂层种植体(钛—羟基磷灰石梯度涂层表面),检测种植体表面的理化性能。
2.建立兔动物实验模型,将三组种植体植入兔双侧股骨和胫骨近膝关节区。分别于植入后2、4、6周处死动物,行放射影像学检查、扭力测试实验以及组织形态学分析。
结果:
1.种植体表面理化性能分析
1.1种植体表面形貌观察及化学结构分析提示两种涂层粗化处理后的种植表面均能形成多孔粗糙表面,并且未改变HA的状态。
1.2采用粘结拉伸实验测定了两种涂层的强度,HA涂层为10MPa,Ti—HA梯度涂层为15MPa。
2.扭力测试及放射影像学检查结果
2.1动物实验显示:Ti-HA梯度涂层种植体在各个时间段的扭力值均远大于机械切割种植体,其差别具有统计学意义。时间变化曲线提示Ti—HA梯度涂层种植体植入后4周内,其扭力值不断增加,并达到一定的峰值,4到6周之间的扭力值趋于平稳。
2.2 X线片观察可见各组种植体与骨周围未见放射透亮区。
3.组织形态学分析结果
种植体周围骨组织切片提示:①术后2周:镜下三组种植体均可见种植体周围骨基质中成骨细胞的出现,骨小梁结构细小。MA组种植体周围骨质相对幼稚,骨小梁间有纤维组织的存在。②术后4周:镜下见Ti—HA种植体及HA种植体周围的成骨细胞较MA种植体稍多,大量编织骨的出现提示骨重建过程。③术后6周:Ti—HA种植体及HA种植体周围更多的板层骨生成,骨小梁结构较为粗大、紧密且连续性好,种植体周围的骨组织较成熟。MA种植体的成骨能力较前4周有所增加。
结论:
1.采用低压等离子喷涂技术构建了“二级窝洞”形貌特征的钛合金种植体表面。
2.通过对梯度涂层的设计以及等离子喷涂工艺的优化,能有效降低涂层的残余应力,提高其与基体的结合强度。
3.Ti—HA梯度涂层种植体较MA种植体而言,获得了更快的骨愈合速度以及更强的抗剪切能力。
4.Ti—HA梯度涂层处理技术能诱导种植体表面的早期成骨过程,对种植体的骨整合能力起着积极的作用。