氧化加碱处理ti24nb4zr7.9sn合金表面的生物相容性研究_1
11页1、从本学科出发,应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性,便于研究生提出新见解,特别是博士生必须有创新性的成果氧化加碱处理Ti24Nb4Zr7.9Sn合金表面的生物相容性研究 【摘要】 目的:检测氧化加碱处理的Ti24Nb4Zr合金表面的生物相容性。 方法 :对具有自主知识产权的Ti24Nb4Zr (TNZS)亚稳型超低模量钛合金和纯钛,采用独立开发的氧化加碱处理方法进行表面处理,通过体外模拟实验和体内植入实验对材料生物相容性进行检测。结果:X射线衍射 分析 结果表明,在模拟人体体液(SBF)和快速生物活性鉴别液(FCS)中浸泡的氧化加碱处理TNZS表面形成骨样羟基磷灰石层,在SBF中浸泡后的氧化加碱处理TNZS表面生成的物质很薄。TNZS和CpTi二种材料表面处理组的直接骨结合率两者没有显著性差异,未表面处理组直接骨结合率两者也没有显著性差异;TNZS和CpTi二种材料的表面处理组和未表面处理组均有显著性差异。结论:氧化加碱性活化方法是一种良好的钛合金表面处理方法。 【关键词】 钛合金 低模量 表面处理 生物相容性 一种好的种植材料不但应该拥有良好的生物相容性
2、,还应该具备生物活性1。对于种植体而言,种植表面最好能诱导骨的形成并能与骨组织产生化学结合,而不仅仅是物理上的紧密接触。虽然等离子喷涂的羟基磷灰石涂层已在临床上普遍 应用 ,但从以往种植失败的病例看,HA涂层种植体的远期疗效令人质疑。本 研究 将对具有自主知识产权的亚稳型低模量Ti24Nb4Zr合金2采用独立开发的氧化加碱处理方法进行表面处理34,通过体外实验和体内实验对材料生物相容性进行检测,从而确定适合TNZS合金的表面处理条件,为进一步优化表面处理工艺提供指导,为该合金的临床应用提供 理论 依据,最终达到提高种植义齿的成功率、拓宽种植义齿临床使用范围的目的。 1材料和方法 材料 10 mm10 mmmm厚的TNZS小长方体试样,直径、长mm的圆柱形TNZS和 CpTi种植体试样( 中国 科学 院金属研究所钛合金研究部提供)。成年日本大耳白兔20只。甲苯氨蓝,光固化树脂液,JSM6301F型扫描电镜,薄膜X射线衍射分析仪,能谱分析仪,牙科种植机(Dental Unit DSC ),普通X光机,硬组织切片机,磨片机,光学显微镜,图像分析仪。 方法 氧化加碱处理 试样经超声波清洗20
3、min,丙酮溶液中超声波清洗20 min,70%乙醇溶液中清洗20 min,蒸馏水溶液中清洗1min后在空气中400 氧化处理2h,然后对氧化处理后的试样进行碱处理,过程如下:将试样在60 的NaOH溶液中浸泡2h,取出试样后在蒸馏水中轻轻清洗,40 的空气中烘干2h。烘干后的试样放在电阻炉中以min-1的升温速率升到600 ,保温1 h,最后炉冷到室温。 检测仿生液浸泡过的活化合金表面 将经氧化加碱性活化方法处理好的TNZS小长方体试样在两种仿生液中浸泡,一种是模拟人体体液(simulated body fluid,SBF),另一种是快速生物活性鉴别液(fast calcification solution,FCS),两种溶液所含的离子浓度以及与人体血浆离子浓度的对比见表1。每个试样在两种仿生溶液中浸泡2周,浸泡后将试样用蒸馏水轻轻冲洗,在50 的空气中烘干2h。浸泡实验在培养箱中进行。表13种溶液所含离子浓度mmolL-1 溶液c(Na+)c(K+)c(Mg2+)c(Ca2+)c(Cl-)c(HPO2-4)c(SO2-4)c(HCO2-3)血浆 浸泡合金表面的形貌及成分用JSM63
4、01F型扫描电镜进行观察,用EDS分析生成物的元素成分,用X射线衍射相分析方法来鉴定相的组成。 检测表面活化处理后种植体与骨界面结合情况 取兔,称质量,用10水合氯醛麻醉。将兔仰卧固定于兔台,备皮,消毒术区,常规铺巾。切开兔左股骨区皮肤,钝性分离肌肉,暴露股骨中下段,使用牙科种植机制备.mm的植入骨腔2个,相距约,钻磨速度 动物于术后3个月处死,沿原手术路径完整取出双侧股骨,剔除表面肌肉组织,摄X光片。取含种植体的股骨标本放入福尔马林中固定。1周后分切种植体,再用福尔马林固定1周,每组种植体任选3个乙醇梯度脱水,光固化树脂液中梯度浸透、包埋、固化。用硬组织切片机将种植体纵向切片,厚度约30 m,再用磨片机磨片至10 m,然后以甲苯氨蓝染色。光学显微镜观察种植体骨界面骨形成情况。 采用 计算 机辅助图像处理系统,对已作形态学观察的组织磨片定量分析3个月不同材料直接骨性结合率。每个标本3张切片,取其平均值。直接骨性结合率骨与种植体直接接触的长度/种植体的长度100。 统计学处理 实验结果用SPSS 处理,单因素方差统计分析,P 结 果 .1 对氧化加碱处理TNZS表面的检测结果 将TNZS
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