新型表面陶瓷化钛种植体的骨相容性及其机理研究

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1、http://www.paper.edu.cn新型表面陶瓷化钛种植体的骨相容性及其机理研究马威，刘宝林，魏建华，王新木第四军医大学口腔医院，陕西西安,710032E-mail：mawei818@hotmail.com摘要：目的：对新型表面陶瓷化纯钛种植体（Bio-Tiimplant）的骨愈合情况及机理进行研究和分析。方法：设计制作相应的纯钛种植体，采用特殊电化学方法对纯钛种植体表面进行陶瓷化处理，表面未经处理种植体作为对照，分别植入犬上段股骨，于3w,6w,12w处死动物，对种植体周围骨组织进行组织学观

2、察及评价，并分析其微观机理。结果：所有种植体周围没有发现明显炎症组织或形成纤维层，Bio-Ti种植体组新生类骨组织生长较快，并于6w时已形成含有骨小梁及哈弗氏小管结构的较成熟骨组织，对照组12w时新生骨组织基本成熟。结论：Bio-Ti纯钛种植体具有很好的骨组织相容性，并促可早期促进种植体周围新生骨组织的形成，缩短骨结合时间。关键词：钛，牙种植体，陶瓷，骨组织相容性1.引言经过一系列前期的相关材料学及体外生物学研究表明，本课题研发的表面陶瓷化处理（Bio-Ti技术）后的钛金属具有良好的生物学性质[1,2,

3、3]，特殊的表面形貌和诱导磷酸钙盐沉积的能力[4,5]，因此很有希望用于临床钛金属植入体的表面处理。本研究针对纯钛牙种植体的特点，采用经过改良的电化学表面处理技术，进行牙种植体的动物骨内种植实验，评估Bio-Ti种植体植入骨组织后的骨愈合情况和组织相容性。2.材料与方法2.1纯钛种植体的设计及表面处理参照我院MDIC种植体体系，针对动物实验，设计螺纹型纯钛种植体[5]，主要设计参数如下：长10mm，直径3.5mm，螺距1.0mm，螺峰0.4mm-1-http://www.paper.edu.cn图示处理

4、前后的螺纹型纯钛种植体2.2表面处理A组：工艺参数改良的Bio-Ti技术[4]B组：纯钛对照2.3动物分组、种植体植入及取材方法2.3.1实验动物：成年杂种犬12只，雌雄不限，体重15-25Kg，随机平均分为2组。2.3.2种植体植入方法：以30g·L-1戊巴比妥钠按照30mg·Kg-1对实验用犬进行肌肉麻醉，按照无菌手术及种植体植入手术常规操作规范，于后肢骨股上段外侧每间隔1cm植入Bio-Ti、未处理纯钛种植体各2枚。严密缝合伤口，术后肌注青霉素80万u，每日2次，连续3d，实验动物半流饮食，10d

5、后拆线。-2-http://www.paper.edu.cn图示犬股骨区种植体植入手术2.3.3取材方法：实验动物分别于3、6、12wk取材。动物以致死剂量麻醉后，解剖出股骨，将带有种植体的骨块置于40mL·L-1多聚甲醛中保存。2.4组织学观察标本脱钙（盐酸+甲酸）后，以锋利刀片沿种植体的长轴剖开标本，取出种植钉，常规中和酸，脱水，石蜡包埋，HE染色，观察种植体-骨组织界面处组织学变化情况。3.3结果3.1动物术后一般情况所有犬均存活至取材，伤口愈合良好，无明显感染迹象，种植体无排出脱落现象。3.2标

6、本大体观察种植体完全包埋于骨组织内部，无松动，无明显骨吸收现象。3w时可见Bio-Ti组及对照组种植体周围骨质颜色较浅，剥离种植体时Bio-Ti组有片状沉积物粘结于种植体表面，对照组种植体周围有少量软组织，易于剥离；12w时Bio-Ti组种植体与骨组织结合紧密，难以剥离，表面有大量致密的骨组织沉积，对照组种植体周围骨组织也较为致密，可以剥离。3.3组织学观察3w时，Bio-Ti组种植体表面开始沉积颗粒状类骨质，软组织已少见，可以看到大量成骨细胞；对照组种植体界面处主要为软组织，可以见到方形的成骨细胞，数

7、量较少。6w时，Bio-Ti组种植体与周围骨组织已经初步形成良好的结合，并开始形成哈佛氏小管；对照组种植体周围新生骨小粱形成，同时有大量新生血管和成纤维细胞。12w时，Bio-Ti组种植体周围骨组织成熟，种植体与骨组织结合紧密，先前在种植体表面形成的类骨质已被骨组-3-http://www.paper.edu.cn织代替；对照组种植体周围骨组织也出现哈弗氏小管（HaversianCanal），但骨密度较低，种植体-骨组织界面处仍有少量的软组织存在。3wk时骨界面形成情况（上：对照组，下：Bio-Ti组，

8、HE，×40）-4-http://www.paper.edu.cn6wk时骨界面形成情况（上：对照组，下：Bio-Ti组，HE，×40）12wk时骨界面形成情况（上：对照组，下：Bio-Ti组，HE，×40）4.讨论：骨内种植实验对于衡量一种种植体材料的性能有着重要的意义，种植体植入颌骨后与骨组织结合的情况直接影响种植体的近期和远期效果[6]。本实验以未经处理的纯钛表面种植体作为对照，将Bio-Ti表面处理的纯钛种植体植入犬股骨内，在不同时