种植体发展与表面处理对骨结合的效果研究

种植体发展与表面处理对骨结合的效果研究
选用合金种植体，利用机械加工的螺旋柱状植体为实验样本，分为不同的处理组，利用不同的处理方法，然后用电镜确定形态，再用扫描电镜，EDS-X 射线能谱仪分析测试其表面成分，以XPS-X 射线光电子能谱分析，测量其表面附着离子。

得出最适宜骨结合条件，证实了植体处理过程种植体表面与骨结合能力的重要性，提出种植时对金属表面处理方式及条件。

标签：种植体；最佳骨结合；表面处理；方法研究
口腔种植体是高科技义齿的发展，称为牙种植体，按照传统的叫法称为人工牙根。

这种牙根是利用外科手术的方法，将种植体植入到人体缺牙部位的上下颌骨内，通过人体的愈合能力恢复，待手术伤口愈合后，种植体就和颌骨结合成一体，然后再在其上部安装义齿，显然义齿功能的关键是必需牢固，这需要种植体需经机械加工，颌骨的内部表面经过要经过喷砂、酸蚀处理，使颌骨内粗糙度和表面积增加，以加强临床种植体初期的稳固及长期的骨结合的稳定性[1]这已被广大医务人员认同并得到普遍的应用。

本研究通过对种植体材料的分析，利用对种植体表面喷砂、酸蚀及清洁过程的实验室处理，再检测其结果，就可以选择可获得最佳骨结合效果的条件。

1种植体材料的介绍
在高科技发展中，新型种植体材料的出现，才促进了种植体医疗技术的发展，这一类材料的种类较多，可以分为四类。

1.1陶瓷材料种植体陶瓷材料的种类较多，能作为种植体的主要是生物惰性陶瓷、生物活性陶瓷、生物降解性陶瓷材料等。

生物降解性陶瓷材料具有机械强度高，耐腐蚀，无刺激性和毒性，容易和与人体颌骨组织结合，既相容性强等特点。

目前是义齿临床使用的材料之一[2]。

1.2碳素材料种植体碳素材料种植体，有玻璃碳、低温各向同性碳等。

这种材料的优点是，在生物体内有较高的稳定性，在人体中不易发生生物降解作用。

1.3金属与合金种植体这一类种植体，包括金、316L不锈钢(铁一铬一镍合金)、铸造钴铬合金、钛及合金等。

它们的优点是强度高、刚性好，但生物机械适应性和组织、骨适应性均较差，虽然是传统的种植体，但目前已不常用。

1.4高分子材料种植体。

包括丙烯酸酯类、聚四氟乙烯类等。

某些高分子材料与人体结构中的天然高分子有较近似的化学结构，但易被生物体降解并刺激生物体。

1.5复合材料种植体即以上两种或两种以上材料的复合，如金属表面喷涂陶瓷等。

人体牙齿往往是包含着有机物和无机物复杂成分的复合体。

上述单一材料
由于受到单一结构的限制，往往不能满足生物体的要求，因此复合材料的应用已日趋广泛。

如碳涂层金属复合材料、多孔涂层氧化铝材料等，相互取长补短，使性能更为完善。

2骨结合式种植体的手术
瑞典Branemark教授创制的二期式钛种植体系列，首先证实并提出了骨结合的理论。

他提出的骨结合式种植体概念，是指在人体活的骨组织与钛种植体之间发生的牢固、持久而直接的结合，即负载力量的种植体的表面与有活力的骨组织之间存在结构上和功能上直接的联系，种植体与骨组织之间没有任何结缔组织存在，不间隔以任何组织。

纯钛种植体因其很好的理化性能和对人体良好的生物相容性，能与人体骨组织发生骨结合，故常被称为”骨结合式钛种植体”。

这种种植体可分为两类。

2.1两段式种植体手术方式这一类的种植体是以种植体基台与固位体分为两部分，它不是一个整体的种植体。

在对患者手术时，在与骨组织结合的固位体和与牙龈组织结合的基台，分别通过前后两次手术的植入来完成的，对于基台与固位体两段之间的链接，是通过种植体的螺丝作为媒介，用它相连成为一个整体。

因此，在第一次手术时，需要先将固位体螺丝植入到骨组织内，然后缝合伤口，使其通过静养自然恢复，在完全无负载的休息状态下，创口经过4~6月的时间，才会使种植体的固位体螺丝与骨组织产生骨结合力，然后再行二次手术，即切开牙龈组织，通过种植体中心螺丝连接基台，拆线后即可取模并完成最终修复体。

两段式种植体种植体骨结合好,不易感染,义齿的修复方式可以采取多样性，对于其上部的结构可实施多种选择，远期效果好，成功率高。

缺点是需要经过两次手术才能完成，会对患者产生较大的痛苦。

2.2一段式種植体手术方式一段式种植体手术，将种植体基台，就是与牙龈结合的部分与骨组织结合的部分，常把这部分叫做人工牙根，实际上这是一段相连为整体的一类种植体。

在对患者实施手术时，与骨组织结合的固位体和与牙龈组织结合的基台部分，在手术实施时把它们作为整体，利用一次手术就完成植入的过程。

因此，在种植体固位体植入骨组织的同时，基台就可以直接穿出牙龈，暴露于口腔。

待创口回复后就可拆线，然后就可配戴暂时的义齿，只要再待4~6w 后，种植体就可以得到稳定的强度，然后再取模，就完成了最终的修复体。

一段式种植体的优点是，只需一次手术便可完成。

但由于基台直接暴露在口腔之中，基台在口腔中易受外力的影响，因此患者会感到不舒服，就会产生动度，这样就很难保证种植体固位体会在无负载状态下与骨组织结合，而且这种手术容易发生感染，如果发生感染，就会使牙周下行，直接影响到骨组织的生长，就不利于种植体与骨组织界面及牙龈组织界面的愈合，如果出现这样的问题，其效果就不如两段式种植体的效果了，所以二者各有所长。

3种植体材料的加工方法
种植体材料的加工方法对育手术的成功有不可分割的关系，所以为了使手术成功率提高，须选好材料，选好加工方法。

3.1 实验材料本实验材料为金属合金，利用机械加工的方法，将金属合金材料加工成直径3.9 mm 长度10.0 mm 的螺旋柱状种植体备用，选用的喷砂材料主要考虑质量和粒度，本实验选用的砂粒直径是进口的50 μm Al2O3，喷砂机选用的是爱鑫公司产AX-B5，酸蚀材料选用国产分析纯盐酸溶液（HCl）和国产分析纯硫酸溶液（H2SO4），使用的超声波清洗剂选用的是UC-30（美国产），还有乙醇、蒸馏水等其他用品。

3.2 实验方法
3.2.1种植体喷砂方法砂粒经乙醇清洗后，就可利用0.2MPa 压力，在种植体的表面实施均匀喷砂，实施作业的时间为20 s，进行喷砂后的种植体进行1 次UC-30 清洗剂及2次蒸馏水超声的清洗过程，每一次清洗的时间控制在15 min，清洗后采用自然干燥的方法，就完成了这一工作。

3.2.2种植体的酸处理方法利用量筒，取4份盐酸，1份硫酸按体积浓度加蒸馏水，就可以分别制成40%、50%、60%、70%的酸溶液，放置于烧杯中加温，烧杯下要放置石棉网，控制温度在73 ℃左右，然后将处理后的种植体样本在混酸不同浓度的溶液中酸蚀5 min，然后进行清洗，清洗方法同上。

3.2.3种植体表面形状观察对种植体表面形状的观察，是为了观察不同方法处理的种植体的表面形状，就是将种植体样本分为机械加工组、喷砂处理组、喷砂酸蚀处理组，然后用10 000 倍的电镜对比观察其表面形状，给出评价。

3.2.4种植体表面成分的分析通过用电镜对种植体表面的形状观察, 在选择喷砂处理组及喷砂、50%酸处理组进行EDS扫描电镜,再利用X射线能谱仪分析测定其表面成分,然后对喷砂、50%酸处理组进行XPS-X射线电子能谱分析测定其表面离子附着成分。

4结果
4.1种植体的表面形状种植体喷砂样本经40%酸蚀后，种植体表面大部分附着的砂粒已经被”脱除”，此时种植体呈酸蚀粗糙面。

喷砂样本经70%酸蚀后，种植体的表面粗糙不再增加，使”碳化”结果更加明显。

4.2种植体表面离子附着测定对喷砂、50%酸蚀组植体样本，实验中采用XPS-X 射线光电子能谱对其表面进行附着离子的测定，测定结果表示阳离子主要含Ti离子和Cu离子，阴离子主要是C离子、N离子、O离子、Cl离子和S 离子。

本实验采用的合金技术经机械加工后的种植体样本，经喷砂、50%，60%酸处理的种植体表面形成最利于骨结合的条件。

4.3种植体的表面成分测定通过对喷砂组种植体不同处理方法得到的不同
样本，然后用扫描电镜、EDS-X 射线能谱仪对其表面成分测定，不同的样本1和样本2，测定的结果如下。

样本1：主要含有O、Al、Ti 3 种元素；样本2：主要含有Ti、微量Al、O。

其中氧化铝均以颗粒形态存在。

5讨论
口腔种植体最佳骨结合效果的确定，就是衡量种植体与骨结合的程度，这种结果关键在种植体表面积大小和表面积的形状。

本实验过程，是利用喷砂的物理方法和酸蚀的化学方法，这样的处理方法都可以使种植体表面形成凹凸不平的粗糙面，粗糙面的形成有利于骨结合，通过电镜观看，只是程度和形状不同。

在经Al2O3喷砂后，种植体表面会嵌附有破碎的颗粒存在，尽管这种存在对骨结合的影响目前还需要继续研究和探讨。

但单纯用Al2O3大颗粒喷砂处理的种植体，在临床上已经可以证实了良好的骨结合。

相信随着科学技术的发展，口腔种植体最佳骨结合效果表面处理方法，在今后会得到更新的处理方法，为人类的第三代牙的植入做出贡献。

参考文献:
[1]马宇锋,杜芙芸,张栓香,等.种植体表面处理相关研究[J].中国药物与临床.2010-01-15.
[2]孙鑫,侯玉东, 滕腾,等.尼古丁对不同表面处理种植体骨结合的影响[J].中国组织工程研究.2014-02-19.
[3]刘丽,江巧红,何福明,等.纯钛种植体表面纳米掺锌羟基磷灰石涂层的骨结合效果研究[J].中华口腔医学会口腔材料学专业委员会第七次全国口腔材料学术交流会论文汇编.中国会议.2011-11-11.
[4]韩倩; 张志宏.种植体表面处理对骨缺损修复和骨结合影响的评价[J].医学综述.2011-10-05.
[5]朱震坤,邵山,蓝菁,等. BLB种植体表面处理对骨结合的影响[J].中国口腔颌面外科杂志.2009-01-15.。