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骨在种植体的不规则表面(如丝网、孔隙、切削槽等)的形成则被称为骨长入[30]。近年来人们加强了种植体的表面形态与种植效果之间关系的研究。已有研究表明喷砂表面具有骨引导作用[32]。Hure等通过对两种不同的螺纹状种植体(Euroteknika,NobelBiocare)180天的体内试验发现,尽管它们的螺纹形态和粗糙度指数不同,但都表现出相似的骨反应。骨与钛表面紧密接触,没有中间纤维组织的介入。两种种植体的骨覆盖率亦没有明显区别[34]。而利用等离子喷涂粗化的钛种植体表面在植入兔的大腿骨42周后,却表现出比平滑表面高的与骨直接接触率[35]。有文献[36]指出骨反应的差别表现在喷砂与未喷砂表面之间,而采用不同直径沙粒(25μm和250μm)喷沙的种植体表面的骨反应则没有区别。Pebe等用切削、喷沙和酸蚀的方法处理种植体表面以获得不同的表面特性,结果表明骨—种植体界面结合强度受表面特性的影响,粗糙表面与骨的结合强度较高,其中酸蚀表面的效果最好。但光镜观察表明粗糙表面在骨接触率上并没有明显的优势[37]。而在另一项研究中,种植12周后的力学测试显示,丝网、喷沙和酸蚀表面具有相近的界面强度,其中酸蚀表面仍表现出良好的骨整合[38]。由此可见,关于种植体表面形态对界面行为影响的研究结果还不统一,但可以肯定的是粗糙表面比平滑表面具有更高的界面结合强度,酸蚀表面良好的界面效应可能是由于酸蚀处理能在种植体表面产生直径和深度都适宜的微孔。 4钛的表面活性化处理
为缩短种植后的愈合期,提高骨整合的效果,有关钛表面活性化处理的研究日益得到重视。它主要包括两个方面的内容,一是获得能与骨形成骨性结合的活性表面,二是实现钛表面磷灰石涂层的自生。因此,钛的表面活性化处理具有表面仿生钙磷涂层提高骨性结合能力,可在形状复杂或多孔种植体上制作均匀涂层,可避免热效应对基体材料的影响,有简单高效等优势[39]。其方法主要有化学处理法[39]和溶胶、凝胶法[44,45]。化学处理法主要是对表面进行碱化化学处理,有的附加预钙化处理[39]和热处理[40~43]。利用化学处理可在钛表面诱发形成一层生物活性层,从而促进钛种植体的骨性结合,提高结合强度[42]。预钙化处理明显加速Ca-P沉积。经化学处理和热处理的钛在种植后4周内即可与骨形成化学结合[40]。但有研究者经16周的种植试验认为仅有化学处理是不够的,经化学处理和热处理的钛才能与骨形成直接结合,原因可能是化学处理后的热处理可稳定碱性钛酸盐层[43]。Kokubo等发现化学处理钛合金表面自发形成的骨样磷灰石层内的成分呈梯度分布,这预示着表面磷灰石层与基体的牢固结合和从骨到种植体应力呈均匀的梯度分布[4]。钛的表面活化处理以其简便有效而日益引起广大研究者的注意,并且表面活化处理的应用已扩展到其它金属。活化后的表面显示出良好的愈合效应和骨性结合,是一个值得进行系统深入研究的领域。目前尚存在自生涂层在酸性模拟体液中溶解较快的问题,另外还缺乏对活化表面种植后的表面离子析出及其与喷涂磷灰石层种植效果的系统比较研究。
5结语
钛及其合金由于其自身物化性能的优势而在种植材料领域中占据主导地位,并将继续得到延续和发展。人们对健康水平和治疗水平要求的提高促使研究者们去寻求获得愈合快、长期稳定性高的种植体的最佳途径。除了在种植体表面制作活性涂层外,钛及其合金的表面及活化处理显示出良好的发展势头,但存在表面粗化后离子释放加剧以及愈合速度难以与活性涂层种植体相比等问题。如何获得具有合适粗糙度的活性表面将是今后重要研究方向之一,其中酸蚀处理、碱化处理和碱化后进行热处理已获得较为成功的研究结果,但仍需要全面系统及其与磷灰石类涂层种植体种植效应的对比研究。
表3 钛及其合金的化学处理[39~41,43]
责任编辑:姚红祥 |