牙种植体系统的表面改性实验研究

发布时间：2017-03-27 12:14

  本文关键词：牙种植体系统的表面改性实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前牙种植体修复技术在口腔医学领域的应用已越来越普遍,金属钛是种植体系统最为常用的材料。钛是一种惰性金属材料,生物活性较差,在植入颌骨内后容易被一层包囊纤维膜所包绕,在骨整合过程中缺乏主动性,导致骨结合时间长,初期稳定性及长期成功率差,同时纯钛本身硬度较低、疲劳强度和耐磨性能较差,导致钛种植体在服役过程中容易出现基台紧固螺钉松动、连接螺纹点蚀、磨损和腐蚀失效,大大降低种植体系统的可靠性和服役寿命。本文的工作主要分为三部分：在真实种植体表面制备TiOx薄膜并进行动物实验,以及对经喷砂酸蚀处理的钛片进行等离子体氧化处理并进行退火处理和碱液处理,最后在医用纯钛表面制备DLC薄膜。旨在研究以上两种表面改性方法在钛种植体外螺纹表面生物活性上的可行性,以及实际改善紧固螺钉螺纹机械性能。利用RF-PECVD法,对经喷砂酸蚀处理的真实种植体进行等离子体氧化处理。动物实验扭出数据和扭出后SEM检测显示,种植体经喷砂酸蚀和等离子体氧化处理后,表面骨结合力、骨细胞黏附、生长和增殖情况良好,生物活性优于未经等离子体氧化处理的SLA种植体。利用RF-PECVD法,以表面接触角为评价依据对工艺参数进行了优化,发现在本实验条件下,以Ar/O2流量比5sccm/5sccm、射频功率200W、直流偏压-400V、氧化时间1h、工作压力6.5pa的工艺条件制备获得的样品具有接触角接近0°的超亲水表面。SEM观察样品表面形貌发现,等离子体氧化处理在原始表面原位生长了氧化薄膜,保持了由喷砂酸蚀处理获得的多孔嵌套结构。在等离子体氧化基础上进行碱液处理和退火处理,发现碱液处理能明显提高TiOx薄膜润湿性长期稳定性。本文利用RF-PECVD法在医用纯钛表面沉积了DLC薄膜。通过Raman测试数据分析了不同工艺条件制备的DLC薄膜的结构成分,发现在本实验条件下,当Ar/CH4流量比10sccm/15sccm、射频功率300W、直流偏压-300V、沉积时间1h、工作压力7pa时,薄膜中I(D)/I(G)最低；SEM观察表明薄膜致密、平滑、均匀性较好,可作为医用纯钛表面的承载抗磨涂层。
【关键词】：牙种植体 医用纯钛 动物实验 等离子体氧化 类金刚石碳膜 润湿性
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R783.6
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-28
• 1.1 课题研究背景和意义12-13
• 1.2 牙种植体材料13-15
• 1.2.1 陶瓷类牙种植体13
• 1.2.2 纯钛牙种植体13-14
• 1.2.3 钛合金牙种植体14-15
• 1.3 常见钛种植体系统存在的问题15-17
• 1.3.1 种植体表面生物活性低15-16
• 1.3.2 连接螺丝松动失效16-17
• 1.4 医用钛及钛合金的表面改性研究进展17-21
• 1.4.1 表面加成法18
• 1.4.2 表面减去法18-19
• 1.4.3 其他方法19-21
• 1.5 TiO_2薄膜概述21-23
• 1.5.1 TiO_2薄膜的结构21
• 1.5.2 TiO_2表面亲水性机理21-22
• 1.5.3 影响TiO_2表面亲水性的因素22-23
• 1.6 类金刚石碳(DLC)膜概述23-26
• 1.6.1 DLC薄膜的结构23-24
• 1.6.2 DLC薄膜沉积生长过程24-25
• 1.6.3 DLC薄膜的生物学特性及其应用25-26
• 1.7 表面润湿性对植入材料的生物相容性影响26-28
• 第2章 牙种植体外螺纹表面等离子体氧化及动物实验28-50
• 2.1 概述28-29
• 2.2 牙种植体外螺纹表面制备TiO_x薄膜29-34
• 2.2.1 牙种植体的喷砂酸蚀处理29-31
• 2.2.2 RF-PECVD方法简介31
• 2.2.3 实验设备31-33
• 2.2.4 工艺流程33-34
• 2.3 TiO_x薄膜的表征34-42
• 2.3.1 表面形貌34-38
• 2.3.2 表面成分(EDS)38-40
• 2.3.3 X射线衍射谱(XRD)40-42
• 2.4 种植体活体动物实验42-48
• 2.4.1 研究方法、实验方案42-44
• 2.4.2 扭出实验44-45
• 2.4.3 种植体骨界面的分析45-48
• 2.5 本章小结48-50
• 第3章 TiO_x薄膜润湿性长期稳定性研究50-64
• 3.1 概述50
• 3.2 射频等离子体氧化方法制备TiO_x薄膜50-52
• 3.2.1 工艺参数优化50-52
• 3.3 TiO_x薄膜的表征52-57
• 3.3.1 表面润湿性52-56
• 3.3.2 表面形貌56-57
• 3.4 氧化钛薄膜的碱液处理57-59
• 3.5 氧化钛薄膜的退火处理59-61
• 3.5.1 退火温度对薄膜亲水性的影响59-60
• 3.5.2 退火时间对薄膜亲水性的影响60-61
• 3.6 不同表面处理方法接触角时效跟踪监测61-62
• 3.7 本章小结62-64
• 第4章 牙种植体系统中连接螺丝表面DLC薄膜制备64-80
• 4.1 概述64-66
• 4.2 RF-PECVD方法制备DLC薄膜66-68
• 4.2.1 DLC薄膜的沉积机理66-67
• 4.2.2 工艺参数优化67-68
• 4.3 DLC薄膜的表征68-72
• 4.3.1 表面润湿性68-72
• 4.4 类金刚石碳膜的表征72-77
• 4.4.1 拉曼光谱(Raman)72-77
• 4.4.2 表面形貌77
• 4.5 本章小结77-80
• 第5章 总结与展望80-82
• 5.1 主要工作与结论80-81
• 5.2 研究展望81-82
• 参考文献82-88
• 致谢88-90
• 攻读硕士学位期间发表的论文90

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