超细晶纯钛种植体材料喷砂酸蚀处理后表面性能与生物相容性研究

发布时间：2017-09-06 02:40

  本文关键词：超细晶纯钛种植体材料喷砂酸蚀处理后表面性能与生物相容性研究

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【摘要】：纯钛具有优异的生物相容性、良好的理化性能和X线半透射性,纯钛种植体能与牙槽骨形成良好的骨结合,成为了种植修复的首选材料。但其机械强度较低,有文献报道种植体在临床应用中会出现折断,从而影响种植义齿的使用寿命,这表明纯钛种植体材料强度还需要进一步提高。晶粒细化可以提高金属材料的强度和性能,等通道挤压是一种有效的金属材料晶粒细化方法。课题组前期已经在常温下,以BC路径、四道次的等通道挤压技术制备出超细晶纯钛,细化了纯钛材料晶粒,明显提高了机械性能。而超细晶纯钛作为种植体材料应用于临床,还需要进行表面处理。经过表面处理的种植体可以获得良好的表面微观形态,促进种植体的骨结合并降低种植失败的风险。在种植体常用的表面处理技术中,喷砂酸蚀表面处理技术结合了喷砂处理与酸蚀处理的优点,喷砂可以形成大的坑洞结构,酸蚀既能钝化喷砂锐边,又能酸蚀出腐蚀微孔,从而形成多层次的孔洞结构,促进成骨细胞粘附和骨结合形成。因此,喷砂酸蚀处理也是最常用的种植体表面处理技术。近年来关于超细晶纯钛的机械性能和细胞生物相容性研究报道很多,但其喷砂酸蚀处理后生物相容性研究少见报道,尤其是相关的体内实验研究还未见论文发表。本研究采用ECAP法对纯钛进行晶粒细化,在喷砂酸蚀处理后,研究其表面性能,并将MC3T3-E1细胞接种于试件表面,观察细胞的初期粘附情况,测定细胞的增殖能力和活性状态。最后将超细晶纯钛制成的种植体植入兔双侧股骨外髁生长三个月,研究其骨结合性能,评价超细晶纯钛作为口腔种植体材料的可行性。本研究包括以下三部分:一、喷砂酸蚀超细晶纯钛表面性能研究在室温下,采用等通道挤压法以bc路径四道次制备超细晶纯钛,并线切割成圆盘状试件。喷砂酸蚀处理材料表面后,对其微观形貌、表面元素分布、粗糙度和亲水性进行了检测。结果表明:等通道挤压后纯钛晶粒得到细化,机械强度明显提高。喷砂酸蚀处理后,超细晶纯钛表面形成了多层级的微孔结构。表面粗糙度测试中超细晶纯钛的波峰波谷最大差值sz明显小于纯钛(szufg:29.06±2.15μm,szcp:41.01±3.96μm;p0.05),使其亲水性能得到明显提高(θufg:65.42±2.03°,θcp:106.03±2.95°;p0.05)。二、喷砂酸蚀超细晶纯钛生物相容性的研究将mc3t3-e1细胞接种到两组钛片表面,培养4、24小时后对细胞初期粘附进行观察。培养1、4、7天后对细胞增殖和活性进行测定,以评价喷砂酸蚀处理超细晶纯钛的细胞生物相容性。结果表明:超细晶纯钛可以诱导成骨细胞在其表面粘附;在实验的第4、7天,超细晶纯钛表面细胞的增殖高于纯钛,在实验第4天,超细晶纯钛表面细胞活性高于纯钛。三、喷砂酸蚀超细晶纯钛骨结合性能实验将纯钛和超细晶纯钛加工成柱形种植体,喷砂酸蚀处理后植入兔双侧股骨外髁,三个月后取材进行micro-ct检测、硬组织切片染色和种植体拉出实验,以评价超细晶纯钛种植体的骨结合性能。结果表明:喷砂酸蚀超细晶纯钛和纯钛种植体均与周围骨组织形成了良好的骨结合。超细晶纯钛种植体的骨结合强度明显高于纯钛种植体(fufg:505.71±19.88n,fcp:417.14±22.14n;p0.05)。结论:1.室温下,以BC路径挤压四道次可成功制备出超细晶纯钛。超细晶钛经喷砂酸蚀处理后,其喷砂坑小而且均匀,最终可形成粗糙的多层次微孔结构表面,较喷砂酸蚀纯钛拥有更好的亲水性能。2.细胞生物学实验发现,喷砂酸蚀超细晶纯钛表面成骨细胞的初期粘附、细胞增殖和活性均优于纯钛,表明喷砂酸蚀处理的超细晶纯钛具有良好的细胞生物相容性。3.体内植入实验表明,喷砂酸蚀超细晶纯钛和纯钛种植体均可以与周围骨组织形成良好的骨结合,超细晶纯钛种植体的骨结合强度优于普通纯钛,提示超细晶纯钛可作为种植体材料应用于临床。
【关键词】：等通道挤压 纯钛 超细晶纯钛 喷砂酸蚀 生物相容性 种植体
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R783.1
【目录】：

• 缩略语表5-7
• 中文摘要7-10
• 英文摘要10-14
• 前言14-15
• 文献回顾15-28
• 第一部分 喷砂酸蚀超细晶纯钛表面性能研究28-42
• 实验一 喷砂酸蚀超细晶纯钛表面微观形貌特征28-34
• 1 材料与方法28-30
• 2 实验结果30-32
• 3 讨论32-33
• 4 结论33-34
• 实验二 喷砂酸蚀超细晶纯钛表面元素分布34-36
• 1 材料与方法34
• 2 实验结果34-35
• 3 讨论35
• 4 结论35-36
• 实验三 喷砂酸蚀超细晶纯钛表面粗糙度研究36-39
• 1 材料与方法36-37
• 2 实验结果37-38
• 3 讨论38
• 4 结论38-39
• 实验四 喷砂酸蚀超细晶纯钛表面亲水性研究39-42
• 1 材料与方法39
• 2 实验结果39-40
• 3 讨论40-41
• 4 结论41-42
• 第二部分 喷砂酸蚀超细晶纯钛生物相容性研究42-53
• 实验一 喷砂酸蚀超细晶纯钛表面细胞粘附实验研究42-47
• 1 材料与方法42-44
• 2 实验结果44-45
• 3 讨论45-46
• 4 结论46-47
• 实验二 喷砂酸蚀超细晶纯钛表面细胞增殖实验研究47-50
• 1 材料与方法47
• 2 实验结果47-49
• 3 讨论49
• 4 结论49-50
• 实验三 喷砂酸蚀超细晶纯钛表面细胞活性实验研究50-53
• 1 材料与方法50
• 2 实验结果50-51
• 3 讨论51-52
• 4 结论52-53
• 第三部分 喷砂酸蚀超细晶纯钛骨结合性能研究53-65
• 实验一 喷砂酸蚀超细晶纯钛种植体周围骨组织形态学研究53-59
• 1 材料与方法53-57
• 2 实验结果57
• 3 讨论57-58
• 4 结论58-59
• 实验二 喷砂酸蚀超细晶纯钛种植体骨结合情况研究59-62
• 1 材料与方法59-60
• 2 实验结果60-61
• 3 讨论61
• 4 结论61-62
• 实验三 喷砂酸蚀超细晶纯钛种植体骨结合强度研究62-65
• 1 材料与方法62
• 2 实验结果62-63
• 3 讨论63-64
• 4 结论64-65
• 小结65-66
• 参考文献66-80
• 个人简历和研究成果80-82
• 致谢82-83

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本文编号：801730