随着牙种植技术的成熟,已成为牙齿缺失重要的修复方式之一,由于国内加工精度、工艺、表面处理上的不足,导致国产种植体的临床疗效与国际品牌有较大差距,使其应用处于低迷状态,而建立具有生物活性的种植体表面是研发种植体的重要部分,是促进种植体骨结合的关键。目前,临床普遍接受粗化表面带螺纹结构的种植体系,粗化表面与光滑表面相比,矿物质的沉积率更快、骨结合的面积更大、骨结合的速度更快。而含有钙磷涂层的种植体,因具有优异的生物相容性和金属抗折性,能与骨组织快速形成骨结合,一直是研究具有生物活性的钛种植体表面的热点。国外在这方面的研发已经取得了一定的成效,并有商品化的种植体应用于临床。本研究旨在构建一种种植体表面粗化处理方法,创建一种种植体粗化表面,再采用有效方法在此表面上形成具备生物活性的磷酸钙涂层,并分析这种表面在骨结合中的作用及机制,为临床研制开发种植体提供具有自主知识产权的表面处理方法。
dental implant;electrochemical technique;osseointegration;calcium phosphates;surface modification
种植牙因美观、舒适和良好的咀嚼功能,在口腔医学领域取得了前所未有的发展, 但也存在一些问题,如骨结合率较低,愈合时间较长,在一定程度上限制了种植牙的临床应用。提高种植体与骨组织的结合率和结合速度一直是研究的热点。种植体的表面特性可影响种植体植入后的生物学反应,决定骨细胞在其表面的粘附和骨组织长入,直接影响界面的骨愈合速度,骨结合率和骨结合强度。目前表面处理技术的研发方向是多种表面处理方法的相互结合,发挥各种表面处理方法的优势,取长补短,结合各种方法的技术特点向综合性的表面处理方法发展。本实验中,我们应用国内相对比较成熟的电化学处理工艺首先完成钛金属表面的粗化,然后在此基础之上再涂覆具备骨诱导和骨引导作用的钙磷复合物来增加表面的生物活性,以促进和/或加快新骨的形成。并在骨结合的完成阶段实现钙磷涂层的降解,形成骨组织与种植体表面的直接结合,解决种植材料基体与活性涂层之间的结合力问题。通过在体内和体外评价这种复合表面的性能。在体外试验中,我们分析了这种表面的形貌特征、表面成分、湿润性和细胞在其上的粘附、增殖和分化能力。我们发现沉积了钙磷的复合表面既保留了原粗化结构,同时增强了表面可湿性,促进了细胞在其上的成骨分化能力。在体内试验中,我们设计的钙磷粗化复合表面经共振频率分析显示提高了种植体的稳定性(ISQ值),经扭转实验测试表明增强了种植体-骨界面的结合强度(固定指数)。综合ISQ值和固定指数的变化,显示在粗化表面上引入的钙磷涂层在骨愈合的早期阶段,通过发挥其骨诱导和骨引导作用促进和/或加快了新骨的生成,缩短了骨愈合的时间。并在骨结合完成后其表面的钙磷涂层由于降解吸收后恢复成原有的粗化结构,形成了骨组织与种植体粗化表面的直接结合。也就意味着我们所设计的表面既能缩短骨愈合的时间,同时又能够保证植入体的骨结合强度,很好地避开了种植材料基体与活性涂层之间结合力不足的问题。组织学的观察结果为上述推论提供了进一步的证据。因此,该方法不失为一种新的种植体表面改性思路,为临床研制开发种植体提供具有自主知识产权的表面处理方法积累经验。