2 种新型骨植入钛合金的细胞生物相容性研究

目的:研究国内2种新研制骨植入钛合金Ti1、Ti2对成骨细胞生物学行为的影响。方法:采用SD乳鼠体外原代分离培养的成骨细胞,将细胞分别接种于新型钛合金表面建立体外共同培养。采用MTT比色试验检测第3天成骨细胞的增殖百分率,采用扫描电镜(SEM)观察细胞形态学变化,并且对培养第5天时细胞碱性磷酸酶(ALP)功能活性进行检测。结果:成骨细胞在新合金表面增殖百分率、碱性磷酸酶活性检测值均高于对照组,细胞增殖百分率及碱性磷酸酶吸光度值与对照组间统计学分析无显著性差异(P>0.05)。扫描电镜观察细胞在新合金表面伸展状况良好、黏附牢固,并具有成骨细胞典型形态特征。结论:2种新型钛合金对成骨细胞学行为无不良影响。     

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。     

三种不同表面处理的种植体对成骨细胞增殖的比较研究

目的:探讨钛合金表面3种生物陶瓷涂层对成骨细胞黏附、生长、增殖的影响。方法:在钛合金(TLM)基体表面进行喷砂酸蚀和微弧氧化(MAO)技术处理,制备出喷砂酸蚀(SLA)、载银(MAO-Ag)和非载银(MAO)3种不同材料的表面生物陶瓷涂层;扫描电镜(SEM)和X射线能谱(EDX)仪观察分析膜层的表面形貌及元素构成;观察不同材料表面成骨细胞生长状况,通过碱性磷酸酶(ALP)活性测定法和四氮唑盐(MTT)法检测不同材料对细胞增殖的影响。结果:微弧氧化制备的涂层表面多孔,能谱分析证实MAO-Ag涂层表面含有银元素;SLA、MAO和MAO-Ag 3种材料均能促进成骨细胞的增殖,并随着时间延长,ALP含量及吸光度(A)值均逐渐升高。MAO组优于SLA组,MAO-Ag组优于MAO组和SLA组,均具有统计学意义。结论:3种表面生物陶瓷涂层均能促进成骨细胞的增殖,MAO-Ag组效果最佳。     

新型钛合金Ti—75的体外细胞相容性试验

通过对Ｔｉ－７５、纯钛和Ｔｉ－６Ａ１－４Ｖ三种钛材，采用体外培养细胞的四唑盐比色试验（ＭＴＴ ａｓｓａｙ）和材料表面生长细胞的形态学观察法，对Ｔｉ－７５的生物相容性进行了初步评价。结果显示：３种钛材在ＭＴＴ试验中的光吸收值无显著性差异（Ｐ〉０．０５），毒性均为０级，细胞增殖曲线基本重合；ＳＥＭ观察细胞形态，未发现异常。结论：新型Ｔｉ－７５合金有良好的细胞相容性，是一种有应用前景的口腔修复材料。     

生物压电复合陶瓷TCPLNK对大鼠成骨细胞生物相容性的体外研究

目的将生物陶瓷β- 磷酸三钙（β- TCP）与无铅压电陶瓷铌酸锂钠钾（LNK）复合制备具有压电效应的生物材料,研究其与大鼠来源成骨细胞的生物相容性。方法TCP与LNK分别以质量百分比5/5和1/10复合后制备成新型生物压电陶瓷TCPLNK5/5、TCPLNK1/10,极化处理后,标记好正负极。分别在其正负极表面接种大鼠来源的成骨细胞,用扫描电镜、成骨细胞免疫荧光染色观察细胞形态和生长,并用MTT法检测成骨细胞的增殖情况。结果TCPLNK正负极表面接种的成骨细胞早期就表达了良好的黏附性,形态正常,增殖旺盛,呈复层生长。说明了生物压电陶瓷TCPLNK具有优良的生物相容性,其中TCPLNK1/10负极面组成骨细胞的增殖活性高于其他组。结论生物压电复合陶瓷通过模拟天然骨的压电效应可提高骨替代材料的生物相容性。     

喷砂酸蚀与双重酸蚀钛表面对成骨细胞行为影响的对比研究

目的 对比研究喷砂酸蚀与双重酸蚀钛表面对成骨细胞生物学行为的影响。 方法 在纯钛试件表面分别进行喷砂酸蚀与双重酸蚀处理。以光滑钛表面（Ti）为对照组,喷砂酸蚀钛表面（Ti-SLA）、双重酸蚀钛表面（Ti-DA）为实验组,通过扫描电镜（SEM）、表面接触角测试、X射线光电子能谱（XPS）观察分析三种钛表面的微形貌、润湿性和元素组成。将MC3T3-E1成骨细胞接种于三组试件表面,研究不同钛表面对成骨细胞生物学行为的影响。 结果 SEM观察显示Ti-DA组试件表面形成了较Ti-SLA组更均匀细密的微米级凹坑结构;各组试件的表面接触角无显著差异;XPS分析显示Ti-SLA组试件表面有微量铝元素残留;成骨细胞在三组试件表面的粘附、增殖无显著差异,而Ti-DA组显著促进成骨细胞的分化。 结论 与喷砂酸蚀钛表面相比,双重酸蚀钛表面的微米级凹坑结构更均匀细密,且无铝元素残留,能更有效地促进成骨细胞分化。     

新型钛合金Ti－75的体外细胞相容性试验

通过对Ｔｉ－７５、纯钛和Ｔｉ－６Ａ１－４Ｖ三种钛材，采用体外培养细胞的四唑盐比色试验（ＭＴＴａｓｓａｙ）和材料表面生长细胞的形态学观察法，对Ｔｉ－７５的生物相容性进行了初步评价。结果显示：３种钛材在ＭＴＴ试验中的光吸收值无显著性差异（Ｐ＞０．０５），毒性均为０级，细胞增殖曲线基本重合；ＳＥＭ观察细胞形态，未发现异常。结论：新型Ｔｉ－７５合金有良好的细胞相容性，是一种有应用前景的口腔修复材料。     

新型医用钛合金生物相容性评价

目的:评价新型医用钛合金Ti12.5Zr2.5Nb2.5Ta (TZNT)的生物相容性,并和3 种标准医用钛材料Ti6Al4V、Ti6Al7Nb和TA2进行对比.方法:通过细胞毒性试验观察细胞在TZNT、Ti6Al4V和Ti6Al7Nb合金离子析出培养液中的生长情况,计算在不同时间组的相对细胞增殖率,评价其毒性等级;通过皮下埋植试验观察4 种材料植入白鼠体内4 周和8 周的组织变化情况,计算炎细胞密度和纤维膜厚度的变化情况,评价其引起的组织反应程度.结果:TZNT、Ti6Al4V和Ti6Al7Nb在3 个时间组(2、 4、 6 d)的相对细胞增殖率均不低于100%,细胞毒性等级评定为0 级.和Ti6Al4V和Ti6Al7Nb相比,TZNT和TA2植入白鼠体内4 周和8 周后,无论是炎细胞密度还是植入物周围的纤维膜厚度均有所降低,引起的组织反应程度较低.结论:TZNT具有良好的生物相容性,是一种理想的生物医用钛合金.     

医用钛及钛合金牙种植体生物相容性及其相关抗菌性能研究进展

随着人们对牙种植体材料的不断开发以及对骨结合理论研究的不断深入,如何稳定而健康地维持牙种植体与骨的结合一直是学者探索的目标。为了使牙种植体获得更加良好的生物相容性及抗菌性能,学者们通过大量实验不断改进材料。文章对医用钛及钛合金牙种植体的生物相容性及其相关抗菌性能的研究状况做一综述。     

不同粗化处理对超细晶纯钛表面性能的影响

目的:研究不同粗化处理对超细晶纯钛表面性能及成骨细胞黏附和增殖的影响.方法:将超细晶纯钛棒切割为直径7 mm、厚度2mm的试件,按不同喷砂压力(0.2～0.8 MPa)分组,对其表面进行喷砂酸蚀处理,对照组为普通纯钛.通过表面形貌、粗糙度、亲水性研究材料的表面性能,然后将大鼠胚胎成骨细胞(MC3T3-E1)接种到各组钛片表面,观察细胞初期黏附形态,测定其增殖密度.结果:超细晶纯钛粗化处理后,表面呈现出由喷砂和酸蚀所形成的大小不同的弹坑状双层结构.随着喷砂压力增大,超细晶纯钛表面坑孔直径和粗糙度逐渐增大,但二者均小于普通纯钛对照组(P＜0.05).超细晶纯钛亲水性也随喷砂压力变化而改变,当喷砂压力为0.6 MPa时表现出最佳表面亲水性能.接种细胞后,实验组细胞初期黏附形态优于对照组,当喷砂压力为0.6 MPa时细胞增殖密度最大.结论:对超细晶纯钛喷砂酸蚀处理,喷砂压力为0.6 MPa时,材料表面形貌优于普通纯钛,粗糙度适宜,亲水性良好,更有利于细胞黏附和增殖.     

电解蚀刻法处理的钛及钛合金表面的对比研究

目的 通过成骨细胞的体外培养,初步探讨钛及钛合金微-纳米三维形貌对成骨细胞生物学行为的影响。方法采用电解蚀刻法在纯钛及钛合金表面构建出不同尺寸的微-纳米三维形貌,并观察其三维结构表面对成骨细胞黏附、增殖、细胞形态、碱性磷酸酶（ALP）活性的影响。结果在成骨细胞的黏附和增殖方面,纯钛组和钛合金组表面均高于纯钛机械抛光组。纯钛组表面细胞胞体饱满,伸出大量伪足,并可见大量功能颗粒。ALP活性显著高于钛合金和纯钛机械抛光组表面。结论通过电解蚀刻法在纯钛和钛合金表面可形成不同直径和深度的碗形巢样及纳米结构;两个表面即30~50 μm和5~8 μm的表面和光滑表面相比,都明显促进了细胞的附着;30~50 μm的纯钛表面更有利于促进细胞的增殖和分化。     

Analysis of depth of the microporosity in a nickel-chromium system alloy - effects of electrolytic,chemical and sandblasting etching

The present study was designed to analyse the average depth of the microporosity of a nickel-chromium (Ni-Cr) system alloy (Verabond II). The metal surface was subject to one of the following surface treatment: (i) Electrolytic etching in nitric acid 0.5 N at a current density of 250 mA cm(-2); (ii) chemical etching with CG-Etch etchant; and (iii) Sandblasting with alumina particles 50 microm. Half of the samples were polished before the surface treatments. The depth of porosity was measured through photomicrographs (500x) with a profilometer, and the data were statistically analysed using an analysis of variance (anova) followed by Tukey's test. The conclusions were (i) Differents surface treatment of the Ni-Cr system alloy lead to different depths of microporosity; (ii) The greatest depth of porosity was observed in non-polished alloy; (iii) The greatest and identical depth of microporosity was observed following electrolytic etching and chemical etching; (iv) The least and identical depth of microporosity was observed with chemical etching and sandblasting with alumina particles 50 microm, and (v) Chemical etching showed an intermediary depth.     

Titanium hydride and hydrogen concentration in acid‐etched commercially pure titanium and titanium alloy implants: a comparative analysis of five implant systems

Objectives: Acid etching is a popular method to texture the surface of dental implants. During etching, the titanium oxide protective layer is dissolved and small native hydrogen ions diffuse into the unprotected implant surface. They enrich the implant surface with hydrogen and precipitate into titanium hydride (TiH). The aim of this study was to measure the concentration of TiH at the implant surface and the total concentration of Hydrogen at five commercially available implant systems, made of either commercially pure (cp) titanium or titanium alloy. Material and methods: X‐Ray diffraction (XRD) was conducted on each implant system to determine the compounds present at the implant surface. Following a TiH₂/Ti calibration curve, the concentration of TiH was determined. Concentration of hydrogen in the implants was measured by the inert gas fusion thermal conductivity/infrared detection method. Results: XRD data showed that TiH was present on all cp titanium implants but not on the alloyed implants. TiH concentration varied between 5% and 37%. Hydrogen concentration varied between 43 and 108 ppm, no difference in uptake was found between the cp titanium and alloyed implants. Low solubility of hydrogen in α‐titanium is responsible for precipitation into TiH. Stronger etching conditions led to higher concentration of TiH2‐x. Conclusion: High solubility of hydrogen in the β‐phase of the alloy is preventing hydrogen from precipitating into TiH. All implants, even those lacking TiH at the surface, were enriched with hydrogen. In all implants, hydrogen concentration was within the normative limit of 130 ppm. To cite this article:
Szmukler‐Moncler S, Bischof M, Nedir R, Ermrich M. Titanium hydride and hydrogen concentration in acid‐etched commercially pure titanium and titanium alloy implants: a comparative analysis of five implant systems.
Clin. Oral Impl. Res. 21 , 2010; 944–950.
doi: 10.1111/j.1600‐0501.2009.01938.x     

钛及钛合金口腔种植体的腐蚀性能研究

钛及钛合金作为口腔种植体材料在临床上被广泛应用,其腐蚀性能研究对口腔种植学的发展起着至关重要的作用。本文对钛及钛合金的耐腐蚀性研究的最新成果及其相关因素进行综述。     

钛氟金云母/磷灰石玻璃陶瓷涂层与成骨细胞生物相容性研究

目的:探讨氟金云母/磷灰石玻璃陶瓷涂层作为口腔种植材料的可行性.方法:将小鼠的成骨细胞与涂层有氟金云母/磷灰石玻璃陶瓷的纯钛进行体外复合培养,通过扫描电镜观察,上清液碱性磷酸酶活性测定和流式细胞仪细胞周期测定以明确氟金云母/磷灰石涂层对成骨细胞生物学性状的影响.结果:成骨细胞在氟金云母/磷灰石涂层表面生长状态良好,两种材料不同比例实验组(F5组和F8组)的上清液碱性磷酸酶活性和细胞增殖指数与对照组差异有统计学意义(P＜0.05).结论:氟金云母/磷灰石玻璃陶瓷涂层具有良好的生物相容性.成骨细胞在氟金云母/磷灰石涂层上较对照组有更高的细胞增殖率.氟金云母/磷灰石涂层可用于纯钛涂层作为口腔种植材料.     

Corrosion resistance and biocompatibility of a new porous surface for titanium implants

Alterations of the commercially pure titanium (cpTi) surface may be undertaken to improve its biological properties. The aim of this study was to investigate the biocompatibility of cpTi when submitted to a new, porous titanium, surface treatment (porous Ti). Five types of surface treatments, namely sintered microspheres porous titanium (porous Ti), titanium plasma spray (TPS), hydroxyapatite (HA), sandblasted and acid etched (SBAE), and resorbable blast medium, sandblasted with hydroxyapatite (RBM) were made. In the experimental methods, the corrosion potentials were measured over time, and then a linear sweep voltammetric analysis measured the polarization resistances and corrosion currents. For biocompatibility evaluation, MG63 osteoblast-like cells were used. Cell morphology, cell proliferation, total protein content, and alkaline phosphatase (ALP) activity were evaluated after 2 h, and after 2, 4 and 7 d. Porous Ti and SBAE showed a better corrosion resistance, with a weak corrosion current and a high polarization resistance, than the other surfaces. Cell attachment, cell morphology, cell proliferation, and ALP synthesis were influenced by the surface treatments, with a significant increase observed of the activity of osteoblast cells on the porous coating (porous Ti). Based on these results, it is suggested that the porous Ti surface has a significantly better biocompatibility than the other surface treatments and an excellent electrochemical performance.     

新型钛合金2种不同表面处理对成骨细胞早期附着的影响

目的研究新型低弹性模量钛合金表面及其微弧氧化及耐磨处理后的表面形貌及粗糙度变化,以及不同表面处理的成骨细胞附着与2种涂层的表面形貌变化对细胞早期动力学行为影响特征。方法通过扫描电子显微镜（SEM）观察未处理组不同表面的形貌; 采用SD新生鼠颅骨分离成骨细胞接种在材料表面并进行体外共同培养,MTT法检测30、60、120 min的不同表面的细胞早期附着量;细胞培养2 h后通过激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）观察附着细胞的骨架蛋白结构。结果未处理组、耐磨与微弧氧化组材料表面的粗糙度值依次增加;细胞早期附着的吸光度A值随材料表面的粗糙度增加呈上升趋势,各组内3个时间点的细胞附着A值随时间延长而递增;2 h附着细胞骨架蛋白的量在微弧氧化、耐磨处理组表面表达均优于未处理组。结论2种不同涂层处理后新合金表面的形貌及粗糙度发生改变,进而影响到细胞在其表面的早期附着的量及其形态、骨架蛋白的表达。     

改良喷砂表面处理提高钛牙种植体骨结合的界面生物力学研究

目的：研究改良喷砂表面处理对钛牙种植体骨界面剪切强度的影响。从界面生物力学角度证实改良喷砂表面处理在钛牙种植体中应用的可行性和应用价值。方法：将光滑表面钛种植体与改良喷砂表面种植体随机植入狗股骨内侧髁,分别于植入后2、4、12周取材,Instron电子拉伸试验机检测种植体骨界面的剪切强度。扫描电镜与X－射线能谱分析仪观察植入12周拔出的种植体表面,并进行元素分析。结果：改良喷砂表面组骨界面剪切强度明显高于光滑表面组,约高出4倍,且植入2周即已获得超出光滑表面组12周所能达到的最大强度。植入12周后拔出的改良喷砂表面种植体表面经扫描电镜观察与X－射线谱分析,提示种植体表面大部分被覆骨组织,粗糙表面的二级窝洞内充满骨样组织。结论：改良喷砂表面处理所获得的粗糙表面可以大大地提高牙种植体骨界面的结合强度。此类粗糙表面所特有的二级窝洞在这里起着重要作用。     

陶瓷不同界面处理后体积丧失和形态学变化的研究

目的 研究陶瓷不同界面处理后，陶瓷的体积丧失量及界面结构的变化。方法 用喷砂和酸蚀方法处理Vita Mark Ⅱ和氧化铝玻璃渗透陶瓷表面，计算体积丧失量，并用电镜观察处理界面的变化。结果 喷砂对氧化铝玻璃渗透陶瓷表面结构改变大，氧化铝玻璃渗透陶瓷体积丧失量小于Vita Mark Ⅱ。结论 喷砂对氧化铝玻璃渗透陶瓷界面的处理，有利于提高粘结强度。喷砂条件掌握好，不会影响边缘适合性，而对于Vita Mark Ⅱ应避免用喷砂处理。     

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提要：微弧氧化是一种表面处理的新技术,是通过热化学、等离子体化学和电化学的共同作用,在金属表面原位生成氧化物陶瓷膜的方法。通过调节电解液成分和实验的电参数,可以改善膜层微结构和生物活性,本文就微弧氧化技术的基本原理、电解液成分、实验电参数及氧化膜的性质做一综述。