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两种不同微/纳米化处理方法对钛种植体表面材料学性能及早期骨结合影响的实验研究

作　者: 牛强
导　师: 赵云转；孔亮
学　校: 河北医科大学
专　业: 口腔临床医学
关键词: 氢氟酸锶元素早期骨结合阳极氧化磁控溅射微/纳米表面双荧光标记扫描电镜原子力显微镜生物力学检测
分类号: R783.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

种植义齿修复是目前口腔医学界公认的牙列缺损、缺失患者首选的修复方式，种植体与骨组织之间形成良好的骨结合是其成功的必要条件，然而，长达3-6个月的骨结合形成时间极大程度地影响了患者的工作和生活。因此促进种植体早期骨结合形成、提高种植体早期负载能力，从而缩短种植修复的治疗周期是目前口腔种植临床研究的热点，其中种植体表面处理是较为有效和可控的方法[1]。本实验采用氢氟酸（HF）酸蚀+阳极氧化及HF酸蚀+磁控溅射的方法对纯钛进行表面处理，形成兼具微米、纳米二者优点的微/纳米表面，通过对比两种微/纳米表面的材料学性能，再通过动物实验植入种植体，进行双荧光染色分析、硬组织切片以及生物力学检测来观察种植体早期骨结合的情况，以期为临床缩短种植体骨结合时间提供新的种植体表面处理方法以及实验依据。目的：1评价纯钛经HF酸蚀+阳极氧化及HF酸蚀+磁控溅射两种方法处理后纯钛表面涂层的材料学性能。2借助动物实验，采用活体植入种植体，对比HF酸蚀+阳极氧化及HF酸蚀+磁控溅射处理的微/纳米表面对种植体早期骨结合的影响。方法：1微/纳米表面的构建与检测:40个纯钛钛片随机平均分成A组和B组，每组20片。A组进行HF酸蚀+阳极氧化处理，B组进行HF酸蚀+磁控溅射处理。处理后的样品通过扫描电镜、原子力学显微镜观察其表面形貌，通过X射线能谱分析、X射线衍射物相观察表面化学成分，通过环氧树脂对接拉伸实验检测涂层的结合强度。2种植体早期骨结合的动物实验:40枚螺旋柱状种植体随机平均分为A组和B组，每组各20枚。A组进行HF酸蚀+阳极氧化处理；B组进行HF酸蚀+磁控溅射处理。将处理后的种植体随机植入SD大鼠两侧股骨干骺端。种植术后对实验动物进行双荧光序列标记。饲养2周取材行硬组织切片，通过荧光显微镜分析、组织学观察评估两种微/纳米涂层促进种植体早期骨结合的能力，通过轴向拔出实验评估两种微/纳米涂层生物力学性能。结果：1扫描电镜：A组表面在微米级结构的基础上有均匀分布紧密相邻的纳米管结构，覆盖整个表面。微米坑窝突起间距为4~10μm，纳米管孔径为80~100nm。B组表面在微米级结构的基础上有密集分布的纳米柱结构，微米沟槽间距为1~2μm，纳米柱直径为20~50nm。2原子力显微镜：A组表面形成微米级结构，微米突起间距为4μm，在此基础上形成纳米突起，纳米突起较圆钝且疏松分布，B组表面形成微米级结构，微米突起间距为2μm，在此基础上形成纳米突起，纳米突起尖锐且邻接紧密。3X射线能谱分析：A、B两组都含有Ti、F。其中B组通过磁控溅射载入Sr元素。4X射线衍射物相：通过磁控溅射（B组）和阳极氧化（A组）两种方式制备的样品表面均呈现α-Ti晶相。5涂层界面结合强度测定：环氧树脂对接拉伸结果显示，A组界面结合强度为3.73±0.58KN，B组组界面结合强度为5.49±0.91KN，显著高于A组。（P＜0.01）6双荧光标记：免疫荧光显微镜下可见，钙黄绿素呈绿色荧光条带，多为双标记，代表种植术后（1~3d）骨代谢与增生较为旺盛。四环素标记的区域为土黄色的条带，代表后期（11~13d）骨改建与骨成熟阶段。A、B两组均可见大面积的绿色荧光条带和土黄色条带。但条带范围B组较A组广泛。7硬组织切片：丽春红染色可见，种植体与周围骨组织显示不同的颜色，矿化骨基质呈红色或者褐色，骨髓呈黄色，种植体显示为黑色。与A组表面相比，B组表面种植体周围矿化基质较多。A组与B组的骨结合率(BIC%)分别为50.21±3.72，61.49±5.42，统计学结果显示B组表面的骨结合率(BIC%)显著高于A组表面(P<0.05)。8生物力学检测：A组与B组种植体的最大拔出力分别为74.15±5.11，90.08±7.32，统计学结果显示B组表面显著高于A组表面(P<0.05)。结论：1两种处理方法在纯钛表面构建了不同结构的微/纳米涂层，其中通过HF酸蚀+磁控溅射构建的涂层成功载入锶元素，但都未形成新的晶相。磁控溅射组涂层的结合强度优于阳极氧化组。2通过HF酸蚀+磁控溅射构建的微/纳米表面在促进种植体早期骨结合方面优于HF酸蚀+阳极氧化构建的微/纳米表面。

全文目录

摘要  4-7
ABSTRACT  7-11
英文缩写  11-12
引言  12-13
第一部分两种不同微/纳米表面的构建及其材料性能比较的研究  13-24
  前言  13
  材料与方法  13-14
  结果  14-16
  附图  16-20
  讨论  20-21
  小结  21-22
  参考文献  22-24
第二部分两种不同微/纳米表面对种植体早期骨结合的影响  24-38
  前言  24
  材料与方法  24-26
  结果  26-28
  附图  28-34
  附表  34-35
  讨论  35-36
  小结  36
  参考文献  36-38
结论  38-39
综述种植体表面处理的研究进展  39-53
  参考文献  48-53
致谢  53-54
个人简历  54

两种不同微/纳米化处理方法对钛种植体表面材料学性能及早期骨结合影响的实验研究

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