新型钛铌锆锡合金生物安全性评价

目的：评价新型钛铌锆锡合金（Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn）的生物安全性。方法：按照国标GB16886.5-1997,GB16886.4-1997,GB16886.10-2005、医药行业标准YY-T0279-1995以及YY-T0244-1996所规定的方法,分别进行细胞毒性试验、溶血试验、口腔黏膜刺激试验以及短期全身毒性试验。结果：细胞毒性试验结果显示该合金无细胞毒性,溶血试验结果显示该合金溶血率〈5%,口腔黏膜刺激试验结果显示该合金无刺激性,短期全身毒性试验显示该合金无短期全身毒性。结论：新型的钛铌锆锡合金具有良好的生物安全性,可满足卡环、支架等口腔表面接触器械的应用要求。     

经微弧氧化表面改性的钛铌锆锡合金的细胞相容性评价

目的:探讨采用微弧氧化技术(micro-arc oxidation,MAO)处理钛铌锆锡合金(Ti -24Nb-4Zr-7.9Sn,TZNS)对成骨细胞在其表面生长的影响.方法:采用MAO方法处理TNZS,利用扫描电镜、表面轮廓测量仪和接触角测量仪,分别研究其形貌特点、表面粗糙度和表面能大小;将原代培养的成骨细胞接种于材料表面,培养1、4、7、10 d,扫描电镜观察成骨细胞在不同表面上粘附形态的变化,并用MTT法对各组细胞培养数量进行定量检测.结果:微弧氧化处理在材料表面形成了一层多孔、粗糙、凸凹不平的氧化膜,试样的表面粗糙度和表面能较未处理组均增加(P<0.05);成骨细胞培养结果表明,在两组材料表面细胞均生长良好,扫描电镜观察细胞为多边形,胞浆丰富,有多个伪足突起呈分化表型,统计学分析结果显示,在各个时间点上,实验组(MAO-TNZS)细胞数量较对照组高,差异有显著性(P<0.05).结论:经微弧氧化处理的钛铌锆锡合金,具有良好的成骨细胞相容性,在体外细胞培养的环境下,有利于细胞的附着和增殖.     

阳极氧化后新型钛铌锆锡合金的生物安全性评价

目的：评价新型医用钛合金Ti-24Nb-4Zr-7．9Sn（TNZS）表面应用阳极氧化（Anodicoxidation，AD）技术进行改性后的生物安全性。方法：按照国标GB16886．5—1997。GB16886．4～1997。GB16886．10—2005、医药行业标准YY—T0279—1995、YY—T0244—1996所规定的方法，分别进行细胞毒性试验、溶血试验、口腔黏膜刺激试验、短期全身毒性试验。结果：细胞毒性试验结果显示TNZS钛合金经阳极氧化处理后无细胞毒性，溶血试验结果溶血率小于5％，有良好的血液相容性，口腔黏膜刺激试验结果显示对黏膜无刺激性，短期全身毒性试验显示无短期全身毒性。结论：新型的钛铌锆锡合金经阳极氧化技术改性后，显示了良好的生物安全性。     

经微弧氧化处理的钛铌锆锡合金种植体的动物实验研究

目的研究微弧氧化（MAO）处理钛铌锆锡合金（TNZS）种植体的生物学性能，从界面形态学和组织学角度证实微弧氧化表面处理技术在钛合金种植体中应用的可行性和价值。方法将未作处理的与微弧氧化处理的钛铌锆锡合金种植体植入兔一侧胫骨内髁，对侧以纯钛种植体作为对照，分别于植入后4、26周取材，采用X线摄片检测和苏木精-伊红染色方法对3种种植体-骨界面改建过程进行动态观察，比较各组之间的异同。结果随着时间的延长，所有种植体愈合良好，X线片显示在2个观察时间点，TNZS和MAO-TNZS种植体周围均无明显阴影，骨质密度和骨小梁的排列与宿主骨基本一致，与对照组纯钛之间无明显差异；组织学观察发现，4周时所有种植体-骨界面之间有轻微间隙，可见由大量细胞外基质和纤维组织充填，骨内可见大量类骨质沉积，提示骨再建活跃；26周时MAO-TNZS种植体-骨界面间隙消失，种植体周围新生骨板层与宿主骨融为一体, 界面区出现典型的哈佛系统，达到了骨整合。结论经微弧氧化处理的钛铌锆锡种植体能与骨形成骨性结合，显示了良好的生物相容性及较好的稳定性，并具有临床应用潜力，值得进一步研究。     

新型口腔修复用钛锆铌锡合金的生物安全性评价

目的:评价高强度、高弹性模量的新型口腔修复用钛锆铌锡合金的生物安全性。方法:参照国标GB/T16886.5-2003,GB/T16886.10-2005,YY-T0279-1995,YY-T0127.2-1993所规定的方法,分别进行细胞毒性试验、豚鼠最大剂量迟发型致敏试验、口腔黏膜刺激试验以及急性全身毒性试验。结果:细胞毒性试验显示本研究制备的钛锆铌锡合金细胞相对增殖度为124%,细胞毒性反应分级为0级,无细胞毒性;致敏试验表明移去斑贴物24、48h后,试验动物贴敷部位均无红斑和水肿出现,反应积分为0。根据皮肤致敏实验分级标准,Ti-Zr-Nb-Sn合金对豚鼠无明显的潜在致敏性;口腔黏膜刺激试验未见异常组织学反应;短期全身毒性试验显示无明显短期全身毒性。结论:可以初步认为Ti-Zr-Nb-Sn合金是一种合金具有良好生物安全性口腔修复用金属材料。     

钛铌锆锡合金经微弧氧化后的理化性能的研究

目的:评价钛铌锆锡(TNZS)合金表面经微弧氧化(MAO)后的理化性能.方法:对钛铌锆锡合金试件表面进行微弧氧化处理,观察其表面形貌,分析膜层的相位和元素组成,检测膜层硬度、厚度、膜层以及基体的结合强度、表面能、表面粗糙度.结果:钛铌锆锡合金经微弧氧化处理可在其表面形成粗糙、多孔的氧化膜,氧化膜由Ti、O、Ca、P、Zr、Nb、Sn 7种元素组成,金相结构主要为锐钛矿相的TiO2:和金红石相TiO2,膜层硬度414 HV,厚度26μm,结合力32 N,表面能62.9 mJ/m2,表面粗糙度1.175μm.结论:经微弧氧化处理的钛铌锆锡合金表面性能发生改变,表面形成粗糙、多孔、结合紧密并富含钙磷元素的氧化膜,可能有利于提高合金的生物学性能.     

微弧氧化-碱热处理后钛铌锆锡合金种植体-骨界面的扫描电镜观察

目的 通过观察微弧氧化-碱热处理后钛铌锆锡合金(Ti-24Nb-4Zr-8Sn)表面成骨细胞的生长情况和种植体-骨界面的结合情况,探讨对钛铌锆锡合金表面应用微弧氧化-碱热处理进行改性的效果.方法 用钛铌锆锡合金制备圆片形试件和圆柱形种植体各12个,均分为3个组(空白对照组、微弧氧化组和微弧氧化-碱热处理组)进行相应表面处理.将MC3T3-E1成骨样细胞接种于圆片形试件表面,培养3 d后扫描电镜(SEM)比较各组试件表面的细胞形态.将圆柱形种植体植入犬胫骨内,3个月后SEM观察种植体-骨界面的微观形貌.结果 微弧氧化和微弧氧化-碱热处理均可使钛铌锆锡合金表面生成具有生成微孔结构的氧化膜,后者试件表面的细胞与微孔嵌合更紧密,种植体与骨组织形成良好的骨结合.结论 碱热处理可进一步完善微弧氧化方法,提高种植体与骨界面的结合.

Abstract：

Objective To observe the efficacy of micro-arc oxidation and alkali-heat treatment (MAH) on Ti-24Nb-4Zr-8Sn(Ti2448). Methods Disks( diameter of 14. 5 mm, thickness of 1 mm) and cylinders (diameter of 3 mm, height of 10 mm) were fabricated from Ti2448 alloy. Samples were divided into three groups: polished( Ti2448 ), micro-arc oxidation( MAO-Ti2448 ), micro-arc oxidation and alkali-heat treatment(MAH-Ti2448). MC3T3-E1 osteoblastic cells were cultured on the disks and cell morphology was observed with scanning electron microscopy(SEM) aftre 3 days. The cylinder samples were implanted in the tibia of dogs and implant-bone interface was observed with SEM after 3 months. Results A rough and porous structure was shown in both MAO and MAH group. The MC3T3-E1 cells on the MAH-Ti2448 discs spread fully in intimate contact with the underlying coarse surface through active cytoskeletal extentions.Osseointegration was formed in the implant-bone interface in MAH samples. Conclusions MAH treatment can provide a more advantageous Ti2448 surface to osteoblastic cells than MAO treatment does, and the former can improve the implant-bone integration.     

微弧氧化处理钛铌锆锡合金对成骨细胞生长影响的体外研究

目的:研究新型钛铌锆锡合金(Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn,TNZS)表面经过微弧氧化(micro-arc oxidation,MAO)改性后对成骨细胞在其表面的附着计数,增殖特性及碱性磷酸酶(ALP)活性的影响.方法:以光滑纯钛表面作为对照,实验组为未作处理的钛铌锆锡合金和经微弧氧化处理的钛铌锆锡合金,然后对其粗糙度和表面能进行分析,并观察原代培养的成骨细胞在其表面的生长情况.结果:经MAO处理的TNZS表面粗糙度和表面能明显高于未处理TNZS和纯钛组;早期(0.5、1 h)细胞附着计数3组之间无明显差异;2h后,细胞在MAO- TNZS表面的附着数高于其他2组;细胞增殖及ALP活性测试中,MAO-TNZS处理组在培养7 d和10 d后显著高于未处理的TNZS组,而Ti组最低.结论:钛铌锆锡合金表面采用微弧氧化法处理后表面形貌及表面能发生改变,这种改变促进了细胞在其表面的早期附着及细胞的生长和功能表达.     

一步微弧氧化法处理钛合金的体外生物相容性研究

目的　研究一步微弧氧化法处理钛合金（Ti6Al4V）的体外生物学性能,为下一步临床应用微弧氧化法处理钛合金种植体提供前期理论基础。方法　通过一步微弧氧化法在Ti6Al4V表面生成膜层并表征膜层形态（实验组）,设置对照组为未处理的Ti6Al4V和喷砂酸蚀处理的Ti6Al4V,3组分别与成骨细胞共同培养,测定成骨细胞的增殖、碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）活性以及Ⅰ型胶原蛋白（collagen Ⅰ,COL-Ⅰ）、骨钙素（osteocalcin,OC）的mRNA相对表达情况。结果　微弧氧化处理后Ti6Al4V表面含有大量的陶瓷烧结颗粒,以羟基磷灰石（hydroxyapatite,HA）为主要成分。3组试样的体外实验结果表明,经微弧氧化处理的Ti6Al4V表面的细胞增殖高于其他两组,细胞内的ALP活性、COL-Ⅰ、OC的mRNA相对表达也均高于其他两组。结论　通过微弧氧化法在Ti6Al4V表面生成的陶瓷膜对成骨细胞的增殖分化有促进作用,有良好的生物相容性。     

微弧氧化处理Ti2448的生物相容性研究

目的　评价微弧氧化处理低弹性模量钛铌锆锡合金（Ti-24 Nb-4 Zr-7.9 Sn,Ti2448）的生物相容性。方法  通过微弧氧化处理Ti2448试件（MAO-Ti2448）。采用MTT法比较MAO-Ti2448组和Ti2448组浸提液培养小鼠成纤维细胞（L929）的增殖和毒性情况;应用致敏实验观察各组浸提液引起的豚鼠皮肤反应;各组与小鼠胚胎成骨细胞前体细胞（MC3T3-E1）共培养,测定MC3T3-E1的碱性磷酸酶（ALP）活性。结果　MAO-Ti2448组与Ti2448组的细胞毒性分级为0级,均无细胞毒性。随着细胞培养时间延长,MAO-Ti2448组和Ti2448组的吸光度（OD）值均增加,且MAO-Ti2448组的OD值明显高于Ti2448组,差异有统计学意义（P < 0.05）。MAO-Ti2448组与Ti2448组的皮肤反应均为0级,无皮肤致敏性。随着细胞培养时间延长,MAO-Ti2448组和Ti2448组MC3T3-E1的ALP活性均增高,与Ti2448组对比,MAO-Ti2448组MC3T3-E1的ALP活性较高,差异有统计学意义（P < 0.05）。结论　微弧氧化处理Ti2448无细胞毒性,可促进细胞增殖及早期成骨分化,具有良好的生物相容性。     

新型钛铌锆锡合金表面成骨细胞附着研究

目的：研究新型钛铌锆锡合金（Ti-24Nb-4Zr-7．9Sn）的表面能大小以及对成骨细胞在其表面的附着及骨架蛋白actin、vinculin表达的影响。方法：以纯钛为对照，采用表面接触角测量的方法对合金的表面能进行研究。将原代培养的成骨细胞接种到合金表面，观察第30min，60min，120min细胞在合金表面的附着情况，采用荧光显微镜观察骨架蛋白actin、vinculin在合金表面的表达。结果：表面能测试结果显示合金的表面能（67．40mJ／m^2）略高于纯钛的表面能（62．43mJ／m^2）；成骨细胞在合金表面的附着情况与对照组间无显著性差异，骨架蛋白actin、vinculin染色显示细胞在合金表面伸展良好。结论：成骨细胞在新型钛铌锆锡合金表面附着良好，其和成骨细胞在纯钛表面的附着未见显著性差异。     

低弹性模量钛铌锆锡合金阳极氧化膜的性能研究

目的：探讨新型医用钛合金Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn（TNZS）表面应用阳极氧化（Anodic oxidation,AD）技术进行改性的结果.方法：应用阳极氧化技术在TNZS钛合金片表面制备氧化膜层, 用扫描电镜（SEM）观察其表面形貌,能谱分析仪（EDS） 及X射线衍射仪（XRD） 分析其元素成分和晶相结构,用接触角测量仪分析表面能.结果：电镜观察表明TNZS钛合金阳极氧化膜是由大小不等的微孔组成,直径约0.1～5 μm.能谱分析证实阳极氧化膜由Ti、Nb、Zr、Sn、O、Ca元素构成.X射线衍射表明阳极氧化膜由锐钛矿型和金红石型二氧化钛组成,并且阳极氧化技术提高了TNZS钛合金的表面能.结论：阳极氧化技术可以改善TNZS钛合金的表面性能,提示可能有利于细胞的贴附生长.     

包埋料和铸道参数对Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金铸流率的影响

目的:优选适合Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金铸造的包埋料、铸道直径和长度, 以便提高该合金的铸流率.方法:采用网状试样法,计算 Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金在3 种包埋料、3 种铸道直径和长度条件下的铸流率,做析因设计的统计学分析.结果:包埋料、铸道直径和长度对Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金的铸流率均有显著影响(P<0.05),但不认为包埋料、铸道直径和长度两两之间及三者相互之间存在交互作用(P>0.05).结论:使用氧化镁系铸钛专用包埋料,选择直径5 mm、长度5 mm的铸道包埋铸造,可取得铸流率高达(94.90±4.67)%.     

喷砂酸蚀对钛铌锆锡合金表面成骨细胞粘附、增殖和分化的影响

目的:研究喷砂酸蚀(SLA)对钛及钛铌锆锡合金(Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn,TNZS)表面形貌的影响,观察合金的形貌学特征,评价其生物相容性。方法:将试样分为钛机械打磨并抛光组(Ti组),钛铌锆锡机械打磨并抛光组(TNZS组),钛喷砂酸蚀组(Ti-SLA组)和钛铌锆锡喷砂酸蚀组(TNZS-SLA组),共4组。通过扫描电镜观察各组试样的表面形貌,3D激光共聚焦显微镜和接触角测量仪测量各组试样表面的粗糙度与亲水性。接种MC3T3-E1小鼠前成骨细胞于各组试样表面,检测细胞在试样表面的粘附、增殖与矿化的能力,评估其生物相容性。结果:SLA处理后在材料表面形成纳米级及微米级的凹坑,产生均匀分布的粗糙结构,经过处理后材料仍保持亲水性。细胞在TNZS组上短期粘附明显高于其它组(P<0.05),TNZS-SLA组细胞增殖、分化能力均明显高于其它组(P<0.05)。结论:喷砂酸蚀后材料表面相对于光滑材料表面能更有效的促进成骨细胞在其表面增殖、分化,经喷砂酸蚀的钛铌锆锡合金具有良好的细胞相容性。