钛种植体羟基磷灰石和神经生长因子复合涂层的制备及缓释性能研究
·基础与应用研究·
钛种植体羟基磷灰石和神经生长因子复合涂层的
制备及缓释性能研究
*
张鹏＊
＊
，管红雨，钟小君佛山市口腔医院同济门诊部，广东佛山(528000)
【摘要】目的在钛种植体表面制备羟基磷灰石（hydroxyapatite ，
HA ）和神经生长因子（nerve growth factor ，NGF ）复合涂层，为改善种植体骨感知能力，提高种植体与周围骨组织的结合提供思路。方法
将钛种植体浸泡于模拟
体液中获得HA 钛种植体试件，将NGF 与硫酸软骨素（chondroitinsulfate ，CS ）混合，冷冻干燥后形成NGF-CS 纳米颗粒，将纳米颗粒与钛种植体试件共同浸泡于钙磷溶液中，获得HA-NGF 钛种植体。种植体NGF 的释放量采用酶联免疫吸附剂测定法测定，释放液中NGF 活性采用PC12细胞存活法进行测定。结果成功制备出HA-NGF 钛种植体试件，且试件有长达20d 的NGF 缓慢释放，并且含NGF 的试件组PC12细胞生存活性高于不含NGF 的
试件组，差异具有统计学意义（P ＜0．05）。结论钛种植体的HA-
NGF 复合涂层可以缓慢释放具有活性的NGF 。【关键词】神经生长因子；种植体；骨感知【主题词】神经生长因子；牙植入体；
机械感受器
【中图分类号】Ｒ783．1
【文献标识码】A
【文章编号】1006－5245（2014）05－238－03
【引用著录格式】张鹏，管红雨，钟小君．钛种植体表面神经生长因子复合涂层的制备及缓释性能研究．广东牙病防治，
2014，22（5）：238-240．Preparation of hydroxyapatite compound nerve growth factor complex coating and its controlled release on tita-nium surface
ZHANG Peng ，GUAN Hong-yu ，ZHONG Xiao-jun．Tongji Outpatient Department ，Foshan Stomato-logical Hospital ，Foshan 528000，China 【Abstract 】Objective To form a complex coating of hydroxyapatite （HA ）compound nerve growth factor （NGF ）on the titanium （Ti ）surface ，which provided a thought of modifying the ability of osseointegration and improving the os-seointegration．Methods
Ti was subjected to soaking in simulated body fluid （SBF ）to obtain the sample of HA-Ti．
Meanwhile ，the nanocomplex was fabricated by using an ionic interaction between NGF and chondroitinsulfate （CS ）．Af-ter that ，the nanocomplex was precipitated on the HA-Ti surface ，along with the addition of calcium /phosphate solution ，the final product was formed as HA-NGF-Ti．The release of NGF was evaluated by ELISA．In addition ，the viability of NGF was detected according to survival rate of PC12cell．Ｒesults
The sample of HA-NGF-Ti was fabricated successful-ly．The immobilized NGF was released from the sample HA-NGF-Ti in a moderate rate for 20days．When PC12cells were seeded on different Ti substrates ，cell proliferation was faster in the HA-NGF-Ti group ，as compared to other groups ，there was significant difference （P ＜0．05）．This study demonstrated that the delivery system of NGF was effec-tive on the experiment group．Conclusion The activated NGF can obtain a controlled release from the HA-NGF complex
coating on titanium surface．【Key words 】Nerve growth factor ；Implant ；
Osseoperception 【MeSH 】Nerve growth factor ；
Dental implants ；
Mechanoreceptors
*
基金项目：佛山市医学类科技攻关项目（201308091）
＊＊通讯作者：张鹏
E-mail ：zpww2007@sina．com
咀嚼运动中周围感觉信息的反馈控制具有重要
意义，它能使中枢神经系统根据口腔内条件的变化调节咀嚼的力量和方向，保证咀嚼运动顺利进行。天然牙的牙周膜中存在大量感受器，将来自牙的机
械刺激传入三叉神经节，再传入大脑皮层感受咬合
力的变化，口腔功能活动在很大程度上依赖于这种感觉信号的传入。天然牙的缺失必然伴随缺牙区原有牙周韧带的破坏及大量机械感受器的丧失，骨结合种植体与周围健康骨组织之间却并不存在这种结缔组织间隔，使得种植体与天然牙不仅在生物力学方面，而且在神经生理方面存在显著差异。大量临
床观察和实验研究表明，种植体支持的固定及活动义齿的触觉感受功能相比其他类型的义齿具有明显优势，其修复后的触觉感受有一定恢复［1－2］。这种种植体感知能力被命名为“骨感知”［3］。虽然种植体能恢复患者骨感知能力，但是目前研究表明，种植体骨感知能力与天然牙相比仍有很大差距，比如种植体静止压力感觉的阈值是天然牙的8倍。因此如何改善牙种植患者骨感知能力是目前临床亟待解决的热点问题。本研究拟采用仿生溶液法在钛种植体表面制备羟基磷灰石（hydroxyapatite，HA）和神经生长因子（nerve growth factor，NGF）的复合涂层，为改善种植体骨感知能力，提高种植体与周围骨组织的结合提供新思路，也为HA-NGF复合涂层种植体在临床中的应用提供理论依据。
1材料和方法
1．1材料
人β-NGF（Peprotech，美国）；硫酸软骨素（chon-droitinsulfate，CS）购自北京博奥森生物技术有限公司；多聚赖氨酸（Sigma-Aldrich，美国）；酶联免疫吸附剂测定试剂盒（Osaka，日本）；钛片（西北金属研究院）；冷冻干燥机（北京四环科学仪器厂）。
1．2材料制备
钛试件制备：使用碳化硅砂纸抛光纯钛试件（直径10mm，厚1mm），依次使用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗3次，每次10 15min，将钛片置于60?氢氧化钠溶液中浸泡24h，去离子水冲洗30s，60?干燥l h。
模拟体液的制备：依次加入NaCl、NaHCO3、KCl、
K
2HPO
4
·3H
2
O、MgCl
2
·6H
2
O、CaCl
2
、Na
2
SO
4
和三
羟甲基氨基甲烷于去离子水中配成1L溶液，进行磁力搅拌，搅拌速度为400r/min［4］。
NGF-CS纳米颗粒制备：以CS作为NGF的载体，将NGF与CS按3种质量比（1?2、1?1、2?1）分别溶于pH值为7．4的缓冲溶液中，混合溶液于4?搅拌30min，冷冻干燥24h。
1．3制备NGF-HA复合钛涂层的钛种植体试件将钛试件浸泡于模拟体液中持续7d，磷酸盐缓冲液冲洗干燥获得HA钛种植体试件。将处理后的试件与NGF-CS纳米颗粒共同浸泡于过饱和钙磷溶液中，持续3d，取出后磷酸盐缓冲液冲洗干燥。1．4HA-NGF钛试件体外NGF释放量的测定将HA-NGF钛试件经紫外线消毒后放入加磷酸盐缓冲液（pH值为7．4）的试管内，将离心管置于37?恒温震荡培养箱。每天将浸提液取出，－70?保存，并加入等量的磷酸盐缓冲液，用酶联免疫吸附剂测定法检测磷酸盐缓冲液中NGF的含量。
1．5体外NGF生物活性测定
选择多聚赖氨酸包被的96孔板，共分6组，每组6孔，分别为空白组、钛试件组、HA钛试件组和3个不同NGF浓度的HA-NGF钛试件组（A组NGF 与CS的质量比为1?2，B组NGF与CS的质量比为1?1，C组NGF与CS的质量比为2?1）。
每孔（除空白组）加入5?104个/mL的细胞悬液，将纯钛试件组、HA钛试件组、A组、B组和C组试件与PC12细胞悬液进行共培养，空白组只加培养液，24h后进行四甲基偶氮唑盐比色实验，测定PC12细胞活力。
1．6统计学分析
采用SPSS13．0对实验数据进行单因素方差分析及组间两两比较的Newman-Keuls检验，检验水准α=0．05。
2结果
酶联免疫吸附剂测定法对A、B、C3组试件浸提液中NGF的累积释放量测定结果见表1。随着NGF 相对于CS比例的增高，NGF的累积释放量随之增加，3组间NGF累积释放量的差异有统计学意义（F=37．92，P=0．0004），培养后4个时间点NGF累积释放量的差异亦有统计学意义（F=21．86，P= 0．0012）。3组NGF的释放速率均逐渐降低，培养20d时，仍有少量NGF的释放。
表1培养后4个时间点3组试件浸提液中神经生长因子的
累积释放量ng，珋x?s
组别5d10d15d20d
A组22．73?1．7529．94?2．0335．72?2．4138．26?2．35
B组27．53?2．1534．25?2．5039．13?3．0441．33?2．74
C组33．47?2．4548．73?3．7755．59?3．5960．03?4．71
空白组、钛试件组、HA钛试件组、A组、B组和C组试件与PC12细胞共培养24h后PC12细胞活力检测的光密度值分别为0．17?0．02、0．19?0．05、0．20?0．03、0．28?0．04、0．29?0．05、0．35?0．04。空白组、钛试件组、HA钛试件组间差异无统计学意义（P＞0．05）．
随着试件中NGF含量的增加，PC12细胞的活性有所增加。NGF含量最高的C组，PC12细胞活性最高，显著高于其他组，差异有统计学意义（P＜0．05），表明从钛种植体表面释放出的NGF有利于PC12细胞的增殖。
3讨论
尽管钛是一种良好的骨传导材料，但是钛种植体最终的愈合需要良好的骨诱导性，诱导骨髓基质干细胞及原始细胞形成新骨，同时需要赋予一定的神经系统修复，以提高其骨感知能力。
有研究显示，不同的处理方式对种植体表面羟基磷灰石的形成有一定影响［5］，其中化学处理的钛表面可以形成较好的磷灰石层，磷灰石具有较好的骨诱导潜能，可以作为骨细胞外基质的无机部分，因此其作为支架材料广泛应用于骨组织工程中或骨替代材料中。有研究证明，将钛在钙磷溶液中预钙化后，磷酸钙溶液迅速沉积在钛表面［6］。另外，一些研究认为模拟体液的浓度以及表面粗糙度明显影响钙磷沉积，钙磷层使得种植体表面形成更加致密，富含碳酸盐的成分［7］。研究证实，在各种模拟体液中，预钙化过程中产生的钙磷结晶核，成为骨和牙体组织中生物磷灰石晶体形成的前驱物［8］。本研究中，钛种植体通过在模拟体液中浸泡，在表面形成羟基磷灰石层，有利于促进钛试件与NGF-CS纳米颗粒在钙磷溶液中的结合。
本研究需要解决的主要问题是将NGF固定于钛种植体表面。由于蛋白分子与金属材料之间固有的性能差异，所以很难将NGF固定于种植体表面。CS是一种重要的周围神经及中枢神经细胞外基质成分，可以通过NGF与CS离子间发生自发性的物理反应获得NGF-CS复合纳米颗粒，CS作为NGF的载体与仿生溶液实现共沉积。利用CS作为载体，负载骨形态蛋白2，可以实现大分子蛋白的缓慢释放，并且保持了骨形态蛋白2的活性［9］。Butterfield 等［10］利用CS结合肽与NGF共同制备支架材料，使得NGF得到缓慢释放，促进神经的早期再生。另外，崔国胜等［11］研究发现，NGF对大鼠骨髓基质细胞成骨向分化的影响，体内实验研究结果发现，NGF 可促进成骨诱导的大鼠骨髓基质细胞向成骨细胞早期分化及矿化。因此，利用NGF-HA钛复合涂层试件，通过NGF的缓释效果有望在恢复种植体周围神经系统功能的同时，进一步提高其与周围骨组织的结合。
本研究中，根据酶联免疫吸附剂测定法测定的NGF的释放量可知：沉积不同浓度的NGF表现出不同的释放量及缓释速度。通过NGF与CS混合，结合仿生溶液可以获得NGF的缓释体系，为进一步的研究提供基础。
PC12细胞存活法能够在短时间内客观准确地实现对NGF生物活性的检测。本研究采用PC12细胞存活法对各组试件进行检测，发现PC12细胞的活性在含有NGF的试件组比不含NGF的试件组更高，说明释放出的NGF保持了一定的活性，能够促进PC12细胞的增殖，为其在种植体涂层提高骨感知性能方面的研究提供理论基础。
本研究利用仿生溶液法制备HA钛种植体涂层，然后将制备好的NGF-CS纳米颗粒沉积于钛种植体试件的表面，成功制备出具有NGF缓释性能的HA-NGF钛种植体试件，为提高种植体骨感知性能的研究提供了实验基础。
参考文献
［1］Batista M，Bonachela W，Soares J．Progressive recovery of osseoper-ception as a function of the combination of implant-supported prosthe-ses［J］．Clin Oral ImlantＲes，2008，19（6）：565-569．
［2］林野，陈琰．种植义齿的骨感知现象及研究［J］．中华口腔医学研究杂志，2008，2（4）：317-321．
［3］van Steenberghe D．From osseointegration to osseoperception［J］．J DentＲes，2000，79（11）：1833-1837．
［4］Kokubo T，Takadama H．How useful is SBF in predicting in vivo-bone bioactivity［J］．Biomaterials，2006，27（15）：2907-2915．
［5］戚娟娟，徐平平，黄晓虹，等．荧光标记法比较4种表面处理方式种植体骨矿化沉积率的研究［J］．广东牙病防治，2012，20（6）：
302-306．
［6］Feng B，Chen JY，Qi SK，et al．Carbonate apatite coating on titani-um induced rapidly by precalcification［J］．Biomaterials，2002，23（1）：173-179．
［7］Chen XB，Li YC，Hodgson PD，et al．Microstructures and bond strengths of thecalcium phosphate coatings formed on titanium from different simulated bodyfluids［J］．Mater Sci Eng，2009，29（1）：
165-171．
［8］Ma Q，Li M，Hu Z，et al，Enhancement of the bioactivity of titaniu-moxide nanotubes by precalcification［J］．Mater Lett，2008，62：
3035-3038．
［9］Bae SE，Choi J，Joung YK，et al．Controlled release of bone morpho-genetic protein（BMP）-2from nanocomplex incorporated on hydroxyapatite-formed titanium surface［J］．J ControlＲelease，2012，160（3）：676-684．
［10］Butterfield KC，Conovaloff AW，Panitch A．Development of affini-ty-based delivery of NGF from a chondroitin sulfate biomaterial［J］．
Biomatter，2011，1（2）：174-181．
［11］崔国胜，曾剑玉，汤晓飞，等．神经生长因子对大鼠骨髓基质细胞成骨向分化的影响［J］．口腔颌面修复学杂志，2012，13（5）：
262-265．
（收稿日期：2013-12-28）
（编辑轩东英）
羟基磷灰石的影响
，纳米填料的分散状况和两相间的界 面结合会极大影响复合材料的性能，近年来，纳米级填料在聚合物改性方面 得到了大量研究和应用。与普通填料相比，纳米级填料表面缺陷少，表面活 性高，与聚合物发生物理或化学作用的可能性大，界面结合也较强。但由于 其大的界面张力，高的表面活性同时使得其极易团聚，难以在聚合物基体中 分散均匀，或者说是很难以纳米尺度与聚合物结合，显现纳米效应。常用的 纳米材料表面处理方法，如加入偶联剂等，会降低复合材料的生物相容性。 由于羟基磷灰石中的羟基、钙离子等可以与聚乙烯醇中的羟基等产生强烈的 相互作用，使二者之间的界面粘合增加，为此，我们对纳米羟基磷灰石进行 大功率超声预先分散后，对其循环冷冻一解冻处理，进一步增加聚乙烯醇分子与羟基磷灰石之间的相互作用，从而在赋予材料生物活性和生物相容性的同时，提高其他性能。 ，说明HA与PVA的羟基间存在相互作用。已有研究表明PVA的羟基与HA中的ca2+之间能形成一种配位结构，具有相互作用，可引起PVA羟基伸缩振动峰向低 波数移动。这也说明凝胶复合材料中n-HA与PVA不是简单的物理共混，而是以某 种化学形式相结合。郭玉明等[11的研究结果表明HA中的Ca2+和PVA分子中的羟基 之蜘形成了一种配位结构，具有相互作用，从而导致PVA分子中的羟基伸缩振动峰 向低频方向移动。同时，HA同PVA分子间的氢键作用使得PVA分子的空间立构规整度有所下降，从而导致加入n．HA后PVA分子中各基团特征峰的位置有所改变。 在n-HA／PVA凝胶复合材料中，均 可观察到大量的羟基磷灰石粒子分布在PVA基体之中。同时，当HA含量较少时(图 4_4b1和r图4．4c)，HA粒于在PVA基体中呈均匀分布状态：随着HA粒子含量的增加 f图4-4d)，部分HA粒子在PVA基体中呈团聚状态。无机纳米粒子具有较高的表面能和比表面，当n-HA粒子在PVA中的含量较低 时．一方面PVA溶液可作为纳米羟基磷灰石粒子的分散剂．使HA粒子均匀分布在 PVA基体之中：另一方面，n-HA粒子的高表面能和比表面，可有效提高n-HA粒子 同PVA基体问的界面结合强度．有利于改善复合材料的力学性能。当n-HA粒子在 PVA基体中的含量较高时，n_HA粒子的高表面能导致粒子间发生团聚，从而使得粒 子的比表面和表面活性点大幅下降。此时，纳米粒子不仅难以起到增强的效果，而且成为复合材料的缺陷源，导致复合材料的性能恶化。 在PVA溶液孛原位合成的n-HA粒子大小具有纳米量级，同时，n-HA／PVA凝胶 复合材料具有与自然关节软骨相似的多孔网络结构．当其作为关节软骨修复材 料使用时，这中独特的结构有利于软骨细胞的长入。使修复材料和自然软骨形 成良好的骨性结合，’从丽有利于增强二者界面间的结合强度· (2)PVA溶液有剩予纳米粒子的均匀分布，当复合材料中a-HA粒子含量较低时，纳 米羟基磷灰石粒子在p、狻基体中墨均匀分布，隧着n-HA含量的增加，纳米粒子 一发生团聚。． (3)n-HA粒子同PVA基体之闻存在一定的纯学键作用，n-HA的加入改变了PVA的
种植体排名种植体品牌大全
随着种植牙技术的不断发展和被医患者广泛的认可，种植牙技术也早已突破了单一化的水平，呈现多元化发展。目前，全球约有300种种植牙系统，面对众多种类你是否迷惑？ 怎样的种植体才适合你？这里先介绍临床上最常见的六大种植体系统，简要特点对比如下： 1、Nobel Biocare（瑞典诺贝尔种植体） 国际领先 品牌优势：超过40年的临床应用，历史悠久，世界级口碑 快速种牙：旗下的Nobel Active系列，为即刻种植、即刻负重的设计典范 微创舒适：微创手术模式，手术轻松，术后反应小 2、 ICX（德国种植体） 精工杰作 安全坚固：ICX-templant?采用四级冷作钛变体，生物相容性和力学性能优异 经典荟萃：设计体现了平台转换、超亲水性表面特性，仿生式螺纹等当代种植体的关键理念，成功率达到99.27% 适用广泛：完善的种植体系，满足各种骨质条件的种植修复 3、ITI（瑞士种植体） 国际牙种植联盟推荐 简单精准：按照“手术导板”制作的义齿种植体和修复体将完全符合口腔比例，使手术时间短，且更精准安全 微创可视：电脑自动化处理口腔三维CT数据，制作出可视化的“手术导板”后，医生和患者均可预先看到精确的手术模型和种植效果，方便术前沟通，无异议即可进行一次无切口、不翻瓣、无缝合的微创手术，治疗过程无不适感，不影响日常生活和工作 适用广泛：全口或半口缺牙、缺牙的后方没有真牙、前牙脱落等 4、DENTIS（韩国种植体） 媲美欧美，奥齿泰登特司植体都是很优秀植体品牌 性价比高：具备当今植体的先进理念，Superline将根型植体的优点体现得淋漓尽致，品质卓越 安全稳定：成熟的表面处理，生物相容性好，性能稳定 即刻首选：宽颈、三重锥度和螺纹的设计，具有杰出的初期稳定性，4~6颗种植体即可实现全口修复 5、Cortex（以色列种植体） 国际认可 即刻种植：Dyamix及Saturn均有优良的初期稳定性，疗程短，手术次数少 简单快捷：创新的设计，独特的一体化包装，操作简便 6、BICON（美国种植体） 最佳外观 即刻种植：采用国际领先的"数字全息即刻种植牙技术"，革命性改变了21世纪的口腔种植系统 最佳外观：种植过程安全、快速、精准，能促进牙龈健康，尤其适用于那些希望获得最佳外观效果的植牙患者
羟基磷灰石研究进展
羟基磷灰石研究进展 摘要：由于羟基磷灰石( HA) 不但与人体骨骼晶体成分和结构基本一致,而且其生物 相容性、界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料,另外有极好骨传导性和与骨结合的能力, 无毒副作用, 无致癌作用,所以被广泛用作硬组织修复材料和骨填充材料的生理支架以及疾病、意外事故中的骨修复材料。同时，羟基磷灰石具有良好的生物活性,具有特殊的晶体化学特点，是较好的生物材料,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术.目前,羟基磷灰石涂层的制备方法有等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等。对于制备要求较高、具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言,溶胶- 凝胶法是较为合适的方法,本文羟基磷灰石涂层进行了研究。主要从羟基磷灰石的合成制备,复合材料涂层种类及HA涂层影响因素，应用等方面对羟基磷灰石进行介绍，并对其进行研究展望。 关键词：羟基磷灰石制备复合材料涂层研究进展 前言 羟基磷灰石是一种磷酸钙生物陶瓷, 与人体自然骨和牙齿等硬组织中的无机质在 化学成分和晶体结构上具有相似性，是一类重要的骨修复材料,分子式为Ca10 ( PO4) 6 ( OH ) 2 , 简写为HA 或HAP,Ca/ P 物质的量比理论值为1. 67, 属磷酸钙陶瓷中的一种生物活性材料。从分子结构( 如图1) 可以看出, 它易与周围液体发生离子交换。HA 属六方晶系, 空间群为P63/m。其结构为六角柱体, 与c轴垂直的面是一个六边形, a、b 轴的夹角为120 °, 晶胞常数a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A 。单位晶胞含有10 个 [ Ca]2+、6个[ PO4]3-和2个 [ OH]-, 这样的结构和组成使 得H A 具有较好的稳定性。 磷灰石是自然界广泛分布的 磷酸钙盐矿物，根据其结构通 道中存在的阴离子的种类, 可分为氟-、氯-、羟磷灰石等 不同亚种矿物。其中，羟基磷 灰石(hydroxyapatite，缩写为 HA或HAp)的研究和应用最 广泛。羟基磷灰石是人体和动 物的骨骼和牙齿的主要无机 成分，具有良好的生物相容性和生物活性，HA材料对动物体人体无毒、无害、无致 癌作用，可增强骨愈合作用，能与自然骨产生化学结合，HA植入人体后对组织无刺 激和排斥作用,能与骨形成很强的化学结合,用作骨缺损的充填材料,为新骨的形成提供
种植体表面抗菌的研究进展
种植体表面抗菌的研究进展 目前，钛及钛合金由于其优越的机械、化学及生物相容性能，广泛应用于生物医学领域，尤其是在口腔科的人工种植牙方面。人工种植牙成功的关键是形成骨结合，即植入物与骨组织直接接触，不存在除骨以外的其他组织。在种植体植入的初期，如果受到外界因素干扰，骨结合的过程将会受到影响，甚至向纤维结合的方向发展，导致种植失败，其中微生物感染是导致种植牙失败的主要原因之一。 微生物感染，即通过细菌粘附，近而破坏术区周围组织，影响供血，导致植入物松动甚至脱落。细菌粘附一般分为两个阶段，第一阶段是细菌与材料表面初步结合，第二阶段是细菌表面蛋白质与材料表面结合，形成生物膜，完成黏附。因此，抗菌成为影响植入物骨结合的重要因素。本文通过表面处理和涂层技术对改进植入物的抗菌性能进行阐述。 1.表面处理 表面处理技术是通过物理、化学或两者相结合的方式对钛基底表面进行改性（如表面形貌、粗糙度、亲水性等），改变其表面微观结构，其中一些表面处理方法能形成有利于骨细胞黏附的抑菌表面。 1.1紫外线处理 紫外线是一种电磁波（波长315-380nm），可通过与材料接触从而改变其理化和生物性质。钛经紫外线处理后的引导骨再生能力加强。紫外线处理钛后，其表面形成氧空位，使Ti4+离子转化为Ti3+离子，吸附自由水，形成超亲水表面。同时产生活性氧，进行二次氧化，去除表面碳氢化合物，氧化分解表面杂质，也提高了抗菌性。另有研究发现紫外光处理的钛可抑制口腔微生物群落的附着，干扰生物膜形成。紫外线处理种植体表面24h后对人牙龈成纤维细胞粘附、增殖和胶原释放等方面的行为产生积极影响。但也有研究表明紫外线照射对种植体的骨结合并无明显影响。 1.2阳极氧化 钛或钛合金表面经阳极氧化法可形成纳米薄膜层，由分布均匀，排列整齐的TiO2纳米管组成，具有良好的抗腐蚀和生物相容性，有利于成骨细胞黏附，同时具有抗菌性。直径为60-80nm的TiO2纳米管具有更强的亲水性，亲水性越高，细胞越能在其表面粘附、增殖、分化。紫外线光照120min后，光催化TiO2表面的放线菌和具核梭杆菌的存活率低于商业纯钛对照表面，表现出抗菌性的潜力。 1.3微弧氧化
各品牌种植体的介绍
各品牌种植体的介绍 目前国内口腔市场的种植体虽多，大多为韩国品牌，他们主要以模仿欧洲种植体为主，理念虽然有但是毕竟工业制造发展时间短，有些工艺上只能接近欧洲品质，他们也拿不出科学分析报告来证明自己，存留率不高，不过韩国品牌推广营销做的好，国内医生也很多习惯用他们的工具，不过前景不乐观，现在已经越来越多德国欧洲品牌进入中国。 德国ICX的核心人员都曾作为诺贝尔的核心技术研究人员，掌握各大种植体制造工艺的精髓，结合世界三大种植体领导产品的优点，融入创新的理念，以德国精湛工艺创造了ICX 种植体，媲美士卓曼、诺贝尔的品质，并有着价格上的优势，有三十多个国家地区的临床经验，现已在亚太地区登录，并格外注重中国市场发展。 鉴别种植体的好坏主要在于判断种植体表面处理，材质以及内部构造 1、表面处理 “士桌曼”的表面处理技术被公认为最好的，ICX的表面处理跟他的bone level系列一样，S.L.A大颗粒喷砂加酸蚀。实验证明我们ICX的表面处理工艺媲美士桌曼，而耐疲劳强度比士桌曼还高。 ICX-templant?Straumann?Bone Level以及其他13个种植体品牌的耐疲劳强度测试结果： 诺贝尔的TiUnite钛易耐表面处理，则为105.1（注：测试结果越小越好）目前市场上的种植体大多还是以单纯喷砂为主，包括奥齿泰。个别品牌，例如韩国登腾是S.L.A，他们的数据检测无法跟ICX和士桌曼相比。 良好的亲水性是骨结合的重要因素，能够缩短愈合周期，提高种植初期的稳定性，同时
更适合即刻负重和早期负重登手术方式。 水接触角检测 测量方式和误差：取中间值，误差不超过3° 液体大小：1μ 测量仪器：OCA15plus 测量日期：20.5.2011 根据测试结果显示，ICX和士桌曼表面水接触角最小，具有优良的亲水性 2、材质 与人体相溶最好的金属为纯钛，但由于钛的物理强度不够。一般市面上采用的都是钛合金。ICX采用的是冷作钛变体，即纯钛经过冷作加工，增加物理强度。选材和工艺与诺贝尔是一样的，而诺贝尔是以其材质加工工艺“钛易耐”TiUnite，即冷作钛变体。而费亚丹，Astra，士桌曼都是采用钛2级的，物理强度没ICX好。 3、内部结构 1、Astra Tech来自瑞典的种植体，其名气跟士桌曼，诺贝尔并列为世界五大种植体。其优 点在于内部构造不但精密，而且独特的内部结构设计，尤其是其11°内锥机构，经过无数的临床检验报告证明，内锥结构有利于种植体的稳定性，此特点ICX同样具备。ICX 深层次锥形封闭架构，植体和基台紧密的密封嵌合，微间隙度仅为0.40μm，有效阻止微动和微漏。 ICX-templant表面扫描电镜分析
钛种植体表面HA涂层技术的研究进展
要因素。将体外合成的&’(结合在生物材料表面，最初应用于人造血管、生物传感等领域，现已有应用于种植材料的报道。)*+,-.-等/%01发现&’(能明显促进成骨细胞在材料表面的附着和生长。 综上所述，从目前生物医用材料的发展现状来看，纯钛及钛合金因其多方面的优越性而成为一种很有前途的硬组织替代材料，为实现种植体的早期、长期稳定，需提高钛及钛合金的表面生物活性。寻求更为理想的表面改性工艺从而获得高质量的23涂层，或将生物活性大分子添加进钛基体中制备成复合材料是提高钛及钛合金生物活性的两种有效途径。 !参考文献 %4+567+89:2;-<86=5>:?86@5-A BC DE-,+.5FE+GH:!""": !%（I）：#J06#K$ !LM+8N OD:2<+8N72:(E8N9O: 5.+GC DE-,+.5FE+GH: !""":!%（P）：P#%6P#0 $9G5FE5H B:7+F.E85Q=:R5F8+8S5Q47: 5.+GC DE-,+.5FE+GH: !""":!%（0）：0JK60K% #B 钛种植体表面处理方法 1.表面加成法运用等离子喷涂技术，将材料增加到种植体表面的方法，称为表面加成法。等离子喷涂是利用等离子枪产生直流电弧将材料加热熔融后高速喷射到金属表面 而形成涂层。下面主要介绍钛浆涂层（titanium plasma sprayed，TPs）和羟基磷灰石 涂层（hydroxyapatite sprayed，HAp）两种表面处理方法。 （1）钛浆涂层表面处理：TPS处理方法也称为钛浆喷涂或钛浆等离子喷涂涂层。它 是以15000℃左右的高温气体、600m/s的速度，将部分熔融状态下直径0.05～0.1mm 的钛浆噴射到种植体表面，在融合固化后形成0.04-0.05mm厚度的钛浆喷涂层。即在 高温下，将熔融状态的钛金属液滴快速喷射于种植体表面并附着其上，形成疏松粗糙 的表面。在电镜下，该涂层呈圆形或不规则的微孔，并互相贯通。 1）优点： TPS处理后，相比光滑表面，种植体表面积可以增加6倍，负重能力提高25％-30％，疏松粗糙的表面结构在三维空间上相互联系，增强骨的黏附性和骨结合 能力，有利于促进骨生成，使种植体能更快地获得初期稳定性，从而可以适当减少种 植体的长度。 2）缺点：TPS表面有时会出现粗糙度不均匀的现象，具体表现在有的部位过于粗糙，有的部位仍是光滑面，由此对种植体-骨结合和初始稳定性会产生一定的影响。另外，制作涂层时过高温度所产生的应力反应有可能造成涂层开裂和剥脱。在种植体植入过 程中也会出现因净擦而产生金属颗粒脱落现象。 （2）羟基磷灰石涂层表面处理： HAp属于生物活性陶瓷类材料，其表面存在轻度的 生理溶解性，与组织细胞膜表层的多糖、糖蛋白等可通过氢键相结合，并能与骨组织形成骨性结合。HAp与骨的结合能力要优于其他种植体材料表面与骨的结合能力。HAp结晶微粒在导人超高温的等离子火焰后熔融雾化，并以高速均匀的气流喷涂在钛 金属种植体表面，冷却后， HAp颗粒与钛金属表面粘接，形成涂层。涂层厚度从 50μm到几毫米。涂层与种植体表面的粘接强度可达到10-20MPa，为了增强涂层的固位力，可以通过喷砂将金属种植体表面作粗化处理。 1）优点：HAp涂层有助于维持种植体-羟基磷灰石-骨之间的机械和化学性结合的稳定性，促进早期骨形成。HAp涂层表面处理可将HAp骨诱导性与钛金属良好的机械性 能相结合、扬长避短，克服HAp材料自身机械性能不足的缺点，发挥其促进骨形成 的特性，有效提高种植体早期负重能力。 2）缺点:：①涂层有孔隙，界面处存在残余应力；②高温下HAp比较容易降解； ③由于HAp与钛的热膨胀系数相差较大，因此，当材料由高温至室温的冷却过程中，涂层内产生的力易导致涂层剥脱或断裂等现象；④涂层与种植体之间粘接强度不足 而导致涂层脱落和颗粒释放。上述这些因素都可能会对骨结合产生不利的影响。 2.表面减去法表面减去法是指通过一定方法对种植体表面进行刻蚀，使其表面形成凹陷、产生粗糙的种植体表面。下面主要介绍喷砂和酸蚀（sandblasted and acid-etching，SLA）以及可吸收性研磨介质（resorbable blast media， RBM）两种表面处理方法。 2010-2011 第2学期《生物医用材料》期中考试 姓名： 学号： 学院： 专业： 班级： 任课老师： 羟基磷灰石研究进展 摘要：由于羟基磷灰石( HA) 不但与人体骨骼晶体成分和结构基本一致,而且其生物 相容性、界面生物活性均优于医用钛、硅橡胶及植骨用碳材料等植入医用材料,另外有极好骨传导性和与骨结合的能力, 无毒副作用, 无致癌作用,所以被广泛用作硬组织修复材料和骨填充材料的生理支架以及疾病、意外事故中的骨修复材料。同时，羟基磷灰石具有良好的生物活性,具有特殊的晶体化学特点，是较好的生物材料,被广泛应用于骨组织的修复与替代技术.目前,羟基磷灰石涂层的制备方法有等离子喷涂法、激光熔覆法、电结晶液相沉积法、溶胶-凝胶法等。对于制备要求较高、具有表面活性的吸附材料羟基磷灰石而言,溶胶- 凝胶法是较为合适的方法,本文羟基磷灰石涂层进行了研究。主要从羟基磷灰石的合成制备,复合材料涂层种类及HA涂层影响因素，应用等方面对羟基磷灰石进行介绍，并对其进行研究展望。 关键词：羟基磷灰石制备复合材料涂层研究进展 前言 羟基磷灰石是一种磷酸钙生物陶瓷, 与人体自然骨和牙齿等硬组织中的无机质在 化学成分和晶体结构上具有相似性，是一类重要的骨修复材料,分子式为Ca10 ( PO4) 6 ( OH ) 2 , 简写为HA 或HAP,Ca/ P 物质的量比理论值为1. 67, 属磷酸钙陶瓷中的一种生物活性材料。从分子结构( 如图1) 可以看出, 它易与周围液体发生离子交换。HA 属六方晶系, 空间群为P63/m。其结构为六角柱体, 与c轴垂直的面是一个六边形, a、b 轴的夹角为120 °, 晶胞常数a= b= 9. 324 A , c= 6. 881A 。单位晶胞含有10 个[ Ca]2+、6个[ PO4]3-和2个 [ OH]-, 这样的结构和组成使 得H A 具有较好的稳定性。 磷灰石是自然界广泛分布的 磷酸钙盐矿物，根据其结构通 道中存在的阴离子的种类, 可分为氟-、氯-、羟磷灰石等 不同亚种矿物。其中，羟基磷 灰石(hydroxyapatite，缩写为 HA或HAp)的研究和应用最 广泛。羟基磷灰石是人体和动 物的骨骼和牙齿的主要无机 成分，具有良好的生物相容性和生物活性，HA材料对动物体人体无毒、无害、无致 癌作用，可增强骨愈合作用，能与自然骨产生化学结合，HA植入人体后对组织无刺 激和排斥作用,能与骨形成很强的化学结合,用作骨缺损的充填材料,为新骨的形成提供 种植体品牌 This manuscript was revised on November 28, 2020 ※种植体品牌 1.诺贝尔种植系统 Branenark种植体的结构是一种典型的埋植型两段式种植系统，即首次手术将植入体埋入颌骨后逢合黏膜切口，使植入体在封闭环境中完成骨整合(上颌平均为6个月，下颌平均为3个月)后，再施行第二次手术，显露种植体，安装基台。第二次手术1-2周后即可印模开始修复体制做程序。Branenark种植系统在长期观察成功方面具有无可争议的领先地位，是最经典的成功的种植系统。该系统的种植体系统用纯度达到99.75%的纯钛(其它成份组成为：铁 0.05%，氮0.03%，碳0.05%，氢0.012%)制成。从结构上看，Branenark种植体表面是精细的螺纹起伏的结构，从而使其表面积因螺纹状结构起伏而增大螺纹状结构，也使得外科植入时，较易旋入就位。螺纹结构的设计经过严格的生物力学分析和测试，使之自然地增加表面积的同时，通过螺纹状结构分配了受力，Branenark 种植系统是经典的种植系统，其极高的成功率及一整套标准、系统的外科植入技术及修复设计制作方案作为口腔种植的标准操作规范。 2.ITI种植系统 自从1974年以来，此系统已经成功地得到应用，并且积累了大量的临床文件资料。ITI可以说是非理植型两段式种植体系统的代 表，一期手术后暴露于口腔在非覆盖状态下愈合。勿需二期手术，在骨整合完成后可直接接上基台完成修复。 经机械加工的四级钛。由商业纯钛(4级ISO5832/1)制成。与~3级钛相比，氧和铁的含量增加。其机械性能有所改善。由于存在钛浆等离子涂层(TPS)致使骨接触面积增加。所有ITI种植体的表面均有含有显微孔隙的钛浆等离子涂层，刻涂层的表面粗糙度纺20m，厚度约20-30m。该涂层使表面积及骨整合的百分率增加，并使其抗脱位力明显增加。光滑的机加工颈部。ITI的穿龈颈部为杯形，为光滑的机加工表面，设计者认为这有利于颈部软组织的附着及预防牙周软组织的感染。 种植体位置的精确和标准化的准备工作可达到初始稳定性。我们应用后也体会到，该系统精确设计的骨预备方式在达到较理想的初期稳定性方面。较其他种植系统容易且可靠。 3.费亚丹种植系统 经过40多年的临床使用及不断改进，发展成为IMZ TwinPlus 种植系统。1978年Frialit-1种植系统问世，该种植系统为陶瓷阶梯柱状种植体，其阶梯状外形模仿了天然牙根的锥状外形。该类种植体推出后早期的失败率较高，随种植学研究的进展，钛制种植体逐渐成为市场上主流的种植体类型，该系统及时地于1991年推出纯钛制造的Frialit-2医用阶梯种植体系统。采用医用纯钛，商品有3种表面处理方式：钛喷涂(TPS)，羟基磷灰石喷涂(HA)与螺纹加表面粗化处理(喷砂加酸蚀SLA)。该系统种植体外观类似天然牙根的 医用钛及钛合金种植体材料的研究进展 【摘要】从钛及其合金的成分、组织与性能、钛表面的腐蚀与离子释放、钛及其合金的组织反应和钛的表面活性化处理等四个方面综述了近几年有关钛及其合金种植体材料的研究进展,提出具有合适粗糙度、表面离子释放少的活性表面设计和制作将是今后的重要研究方向之一。 现代科学技术的进步已使得人类能够进行改造和创建新的生命形态，器官的人工化成为当今医学科学的尖端技术之一。其潜在的核心是医用生物材料的开发，医用生物材料的发展将使人们把处理人体失去功能组织的方法由组织去除、组织替代最终实现组织重建[1]。目前，生物材料的世界市场份额已超过120亿美元，而且由于社会的进步、技术的发展和人口老龄化的加剧，它正以7％的速度增长[2]。由于其广阔的应用前景，日本、意大利、美国等发达国家投巨资支持生物材料的研究和开发，我国亦加大了对生物材料领域的资助力度，以对抗激烈的国际竞争。人工牙、人工关节和人工骨等硬组织替代材料在医用生物材料的应用中占有较大比例,并以较快速度增长[3]。 在人工种植体的研究和应用中，钛、钛合金及其磷灰石涂层复合材料一直倍受关注。磷灰石生物陶瓷由于具有良好的生物活性和生物相容性,作为涂层材料，它能促进种植体与骨形成骨性结合，降低种植体金属离子向人体的释放和保护金属表面不受环境因素的影响。对于多孔金属种植体，能够促进骨长入[4]。因此，钛与钛合金表面热喷涂磷灰石涂层种植体材料因其优异的早期临床效应而在研究和应用中日益得到重视[5～10]。但由于金属―陶瓷界面的存在以及喷涂所引起的结晶度的降低，羟基磷灰石的分解与表面粗糙度的提高会导致涂层的剥离[11～13]和植入后涂层表面的溶解[14]，从而影响种植体的长期效果。因此不少学者近年来积极开展了新型钛合金及钛表面活性的研究。与传统的不锈钢和钴基合金相比，钛及其合金由于具有低密度、低模量、高强度、优异的生物相容性和耐腐蚀性等特点而在生物材料领域获得越来越广泛的应用，而且钛在地壳中储量丰富（0.6％,在所有元素中排第9位，在常用金属元素中仅次于铁、镁、铝排第4位），具有进一步开发的潜在优势，是理想的、应用前景广阔的生物医学工程材料。本文从钛及其合金的成分、组织与性能、钛表面的腐蚀与离子释放、钛及其合金的组织反应和钛的表面活性化处理等4个方面综述了近几年有关钛及其合金种植体材料的研究进展。 1钛及其合金的成分、组织与性能 工业纯钛（commercially－puretitanium,CPtitanium）共有4个级别，溶有不同量的H,O,N,C 和Fe。1～4级Ti最大含O量分别为（wt）0.18％,0.25％,0.35％和0.40％;最大含Fe量分别为0.20％,0.30％,0.30％和0.50％。所有4个级别的Ti中N,H,C的最大浓度分别为0.03％,0.015和0.10％[15]。Ti有20余种合金，为临床使用提供了选择的余地。Ti及其合金具有α，β两种同素异形体[16]。有研究表明Ti－6Al－4V合金中的V有毒性和不利的组织反应[17]，Al会引起神经紊乱[18],因此，人们研究和开发了不含Al,V的β型钛合金[19,20]。常用的新型医用纯钛及其合金种植体的成分、组织类型和力学性能汇总如表1所示。 2钛表面的腐蚀与离子释放 Akahori等认为金属生物材料中钛及其合金之所以具有最好的生物相容性，是因为其表面能形成一层极稳定的相－TiO2[22],氧化膜的存在还使钛合金具有优异的耐蚀性[21]。新鲜钛表面可快速形成5～10nm厚的氧化膜，在一定条件下该氧化膜可以生长[15]。可形成的氧化物包括TiO2,TiO,Ti2O3等，有研究者认为其中TiO2最常见，也有人认为Ti2O3占主导地位[23]。Ducheyne等人的研究表明，尽管钛表面被一层热力学稳定的氧化膜覆盖，但植入后钛仍向周围组织和体液释放出腐蚀产物[24]。这种腐蚀产物可引起组织细胞的变性和坏死、非特异性炎症、过敏反应，甚至导致肿瘤的形成[25]。Espoeito等研究者在分析了失败种植 请教: 哪个学校或研究院所可以在钛合金表面采用等离子体的方法喷涂羟基磷灰石涂层,要求厚度在50微米,结合强度在30MPa. 公司去做，他们有一台全进口的等离子喷涂系统。在10年前就已喷过了这个材料的，当时是某大学的4个博士搞的一个课题。他们经常帮外面接活做的，全国都有的，收费也比较合理的 等离子喷涂设备在医学界的应用 等离子喷涂羟基磷灰石涂层-钛基牙种植体 等离子喷涂设备技术特点 ＳＸ-60/80型等离子涂设备是在引进吸收PT-A3000和METCO-9M等离子喷涂设备的基础上研制成功的，其设备总体水平与METCO-9M相当。?热喷涂快速制模?操作简单、工作稳定、燃耗低、涂层性能好的特点。 功能特点：测控温度范围-4.9℃—94.9℃，显示分辨率达到0.1℃，控制灵敏度0.1℃，偏移量范围-0.5℃—10℃，使用AC220V电源输入电压，仪表使用环境：相对湿度≤90%RH，温度在0—45℃无腐蚀防水环境。 等离子喷涂设备成套构成 设备包括：①主电源②控制柜③转接箱④送粉器⑤喷枪⑥热交换器 等离子喷涂功能加工: 等离子喷涂功能加工:1、工业行业--喷涂高性能陶瓷涂层，涂层材料包括氧化铝、氧化铬、氧化钛、硬质合金等。 2、医学界--等离子喷涂羟基磷灰石涂层-钛基牙种植体该产品性能结构由TC4钛合金基体和羟基磷灰石涂层组成。产品适用范围：用于永久性口腔修复中种植牙根。医药行业标准 等离子热喷涂在国民经济中的应用领域 机械制造、机电、航空航天、能源水利电力、矿山冶金、石油化工、市政建设、大型钢结构、、染印、造纸、印刷机滚筒、医学界、建筑汽车镀膜靶材等机械设备热喷涂加工精磨镜面抛光、恢复尺寸修复防腐防磨保护喷涂层、现场施工。 服务与质量承诺： 1、免费包设备安装调试与操作人员培训。设备有质量的安全保用期. 2、我们的质量方针是：“以满意的产品，真诚的服务，鲜明的特色，满足顾客的需求”。 3、企业设有完善的售前售中售后的服务体系，公司还提供保用期后的保养、维修等服务(只收取相应之成本费用)。 4、我们将为您提供热情准确及时到位的服务，努力满足和超越您的期望与需求。请及时与我们联系。 医学界特别注明： 等离子喷涂羟基磷灰石涂层-钛基牙种植体(商品名：BAM牙种植体)产品标准:YZB/国0184-2006 《等离子喷涂羟基磷灰石涂层-钛基牙种植体》,产品性能结构及组成:该产品由植入牙槽骨内的根部及用以装设义齿的基桩所构成。按产品形态可分为圆柱状、螺旋状和叶片状类别，按结构又可分为基桩不可拆卸和基桩可拆卸两种类型。包装为灭菌包装和非灭菌包装。,等离子喷涂羟基磷灰石涂层-钛基牙种植体(商品名：BAM牙种植体) 羟基磷灰石涂层hydroxyapatite coating 利用热喷涂、沉积或烧结等不同方法，在金属、陶瓷或其他材料基体表面上形成的羟基磷灰石(HA)薄层． 等离子喷涂plasma spraying 热喷涂工艺的一种，是使用非转移型电弧作为热源使气体离子化，从而产生高达10 000℃以上的高温，使通过喷枪送人等离子焰的喷涂材料粉料熔融或表面熔融并高速喷射到基体表面上形成涂层的方法． Plasma sprayed hydroxyapatile coated titanium dental implant HA涂层钛合金生物固定型人工髋关节 《生物医用材料》期末论文 学院：材料与化工学院 专业：材料科学与工程 学生姓名： 学号： 任课教师：唐敏 2010年6月20日 羟基磷灰石在生物医用材料中的研究进展 材料与化工学院07材料科学与工程卢仁喜 摘要:羟基磷灰右是一种优质的医用生物材料，在生物医用材料和医学研究领域有着广泛的应用和研究。本文在综合了一些文献的基础上，对羟基磷灰石在生物医用材料的研究上做了总结和概括，并且提出了一些自己的看法。 关键字：羟基磷灰石生物医用材料进展 1.引言 生物材料(biomaterials)是对生物体进行治疗和置换损坏的组织、器官或增进其功能的材料。随着材料科学、生命科学与生物技术的发展，越来越多的生物材料得到广泛应用，人们开始在分子水平上去认识材料和机体问的相互作用，力求使无生命的材料通过参与生命组织的活动，成为有生命组织的一部分。其中金属材料、生物陶瓷材料、高分子材料、聚合物及其复合材料是应用最广泛的生物材料。近年来，常用的骨骼替代品是金属、塑料以及陶瓷等，其中以钛和钛合金为主。但是由于它们的惰性，它们不能很好的与生物体本身产生相容性，作为硬组织植入材料，它们与骨之间只是一种机械嵌连的骨整合，而非化学骨性结合，致使植入后与骨组织之间结合较差，常引起植入失效。同时金属的耐磨性和耐腐蚀性较差，腐蚀产牛的离子会对人体组织产生不良影响。羟基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)生物陶瓷材料具有优良的生物活性和生物相容性，被认为是一种最具潜力的人体硬组织替换材料。但是HA的力学性能较差，抗弯强度和断裂韧性指标均低于人体致密骨，限制了它们单独在人体负重部位的使用。但是由于它本身的特点，以及自然界再也找不出与它具有类似生物相容性的陶瓷材料，同时他又可以同多种材料进行复合来改变它在某一方面的劣势。所以，近年来羟基磷灰石及其复合物的研究受到广泛关注。 2.羟基磷灰石及特点 羟基磷灰石(Hydroxyapatite，HA)是一种微溶于水的弱碱性磷酸钙盐，它是脊椎动物骨和齿的主要无机成分，在人骨中约占72％，齿骨中则高达97％，其生物相容性及活性良好，对人体无毒副作用，可增强骨愈合作用，能与自然骨产生化学结合，被认为是最有前途的人工齿及人工骨的替代材料。目前有关羟基磷灰石的研究已经取得了很大的进展，人工合成HA的方法主要有沉淀法、水热反应法和溶胶一凝胶法。然而，羟基磷灰石的烧结性能差，力学性能特别是冲击韧性不足以作为骨替代的理想材料，因此必须通过与其它材料复合来提高有关性能，使之得以在临床上推广应用。所以，基于羟基磷灰石在力学上的性质，它在生 钛生物种植体表面羟基磷灰石生成技术发展现状 摘要：本文总结了现有的钛生物种植体表面羟基磷灰石生成技术以及这些技术的优缺点。并针对钛生物种植体表面羟基磷灰石涂层在制备过程中存在的界面结合强度以及膜层羟基磷灰石（HA）的分布密度等问题，进行归纳总结。 关键词：钛合金；羟基磷灰石；制备方法；发展现状 中图分类号： 文献标识码： Development Status of Hydroxyapatite Generation Technology of Titanium Bio-implant Abstract: This paper summarizes the existing hydroxyapatite generation gechnology of Titanium bio-implant and the advantages as well as shortcomings.Furthermore,the key issues of hydroxyapatite coating preparation, such as coating/substrate interfacial bonding condition and the distribution density of hydroxyapatite in coating were discussed and reviewed. Key words: Titanium Alloy ;Hydroxyapatite;Preparation Method;Development Status 1. 引言 钛及钛合金由于具有密度低、弹性模量低等优异的机械性能、优良的生物相容性、较高 1-。目前，钛及钛合金广泛应用于人体的耐腐蚀性，是目前最具有吸引力的金属生物材料[]2 硬组织材料（牙、骨和关节），然而将其植入到人体中存在结合强度低、生物活性差、愈合时间长等问题。首先对材料表面进行多孔粗糙化的处理有利于改善上述性能[]3。羟基磷灰石(HA)优点是生物活性较好，但强度低和韧性差。结合两者优势的钛基羟基磷灰石复合材料具有重要的科学研究价值和很好的临床应用前景[]4。 目前在钛合金表面制备羟基磷灰石薄膜的方法主要有等离子喷涂法、涂覆烧结法、溶胶一凝胶法、仿生溶液生长法等[]5,等离子喷涂法和涂覆烧结法最大缺点是制备过程中温度高，易使HA发生分解，导致涂层中产生杂质相，同时冷却时基底与涂层界面会存在很高的残余应力引起涂层剥落；此外等离子喷涂是线型工艺，用于多孔或形状复杂的基底上难以使涂层均匀一致。溶胶一凝胶干燥过程中易开裂；难以得到较厚的涂层；仿生溶液生长法由于纯金属基板无生物活性，因此常需要对金属表面进行预处理，目前还没有形成较佳方法[]6。Hitoshi Ishizawa和Makoto Ogino[]87，，曾研究钛的高压阳极氧化，得到含钙磷的氧化层，氧化层与钛结合强度40MPa。首先利用微弧氧化(MAO)技术，在钛及钛合金表面生成一层含有一定浓度钙磷的多孔氧化膜(钙磷陶瓷涂层)，然后对氧化膜进行再次处理，使其表面生成一层羟基磷灰石薄膜(HA)是目前研究较多的方法，有很大的发展前景。 谢志翔等：固体氧化物燃料电池双钙钛矿型电极材料的研究进展 · 1145 · 第38卷第6期 羟基磷灰石生物陶瓷材料的研究趋势及展望 孙艳荣1，范涛1，黄勇2，马利国1，刘峰1 (1. 北华航天工业学院材料工程系，河北廊坊 065000；2. 清华大学，新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京 100084) 摘要：本文综述羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)生物陶瓷材料的研究进展，通过调控HA形貌以优化其使用性能。用不同方法制备多孔HA，旨在强化骨传导性和诱导性，同时能实现骨的增强与增韧。设计HA复合材料以弥补单一HA力学性能的不足。从仿生学角度提出HA的研究趋势：合成具有类似于自然骨精细结构的仿生学骨组织材料，实现HA生物陶瓷材料与有机体力学相容性和生物相容性尽可能理想地匹配。 关键词：羟基磷灰石；形貌调控；复合材料；生物相容性；综述 中图分类号：O611；TQ31.2 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2010)06–1145–06 RESEARCH TREND AND PROSPECT OF HYDROXYAPATITE BIOCERAMIC MATERIALS SUN Yanrong1，F AN Tao1，HUANG Yong2，MA Liguo1，LIU Feng1 (1. Department of Materials Engineering, North China Institute of Aerospace Engineering, Langfang 065000, Hebei; 2. State Key Laboratory of New Ceramic and Fine Processing, Tsinghua University, Beijing 100084, China) Abstract: A review of progress in hydroxyapatite (HA) bioceramic materials is presented in this paper. The functional performance of HA can be optimized through tailoring its morphology. Porous HA ceramics prepared by various methods have strong abilities to in-tensify the osteoconduction and osteoinduction, and to improve the strength and toughness. HA composite materials can counteract the weaknesses of mechanical property of pure HA. The research trend of HA is discussed in terms of bionics. It is shown that synthe-sizing bionic bone materials with fine structure similar to natural bone can maximize the mechanical compatibility and biocompatibility between HA bioceramic materials and organisms. Key words: hydroxyapatite; morphology tailoring; composite; biocompatibility; review 近30年来，接近天然骨成分的生物陶瓷材料的研究极其活跃，羟基磷灰石{hydroxyapatite，HA或HAP，分子式为[Ca10(PO4)6(OH)2]}是最具代表性和应用最多的生物活性陶瓷。[1] HA是骨无机相的主要成分，约占干骨组织的45%，用作骨移植材料时，具有良好的生物相容性和骨传导性，用作骨组织时，具有极好的化学和生物亲合性，[2]因此可以广泛应用于生物硬组织的修复、替换及增进其功能的材料。[3–4]虽然HA生物材料的生物活性好，但作为一种典型的脆性材料，因其断裂韧性差以及抗弯强度低等缺点，使其的应用受到较多限制，仅限于应用在非承载的小型种植体，如：人工齿骨、耳骨及充填骨缺损等。 不同结晶形貌的HA晶体具有不同的表面特性和生物活性，并且对HA生物陶瓷材料的性能有着不同的影响；因此，在HA合成方面，人们已经不满足于通过各种合成方法得到HA粉体，而是希望通过对HA形貌的调控，进而达到优化HA生物陶瓷使用性能的目的，所以HA形貌的可控化研究越来越受到人们重视。[5]与此同时，旨在强化骨传导性和诱导成骨，[6]多孔HA生物陶瓷的研究和开发也受到人们广泛关注。为了弥补单一HA材料力学性能的不足，更好地满足医学使用要求，HA复合材料的研发也成为HA生物陶瓷研究的热点之一。 本文综述HA形貌的可控化、HA陶瓷的多孔化及HA材料设计复合化的研究进展，对今后制备 收稿日期：2009–09–21。修改稿收到日期：2010–01–12。 基金项目：清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室开放课题(KF09011)及北华航天工业学院科研基金(KY–2009–01–B) 资助项目。 第一作者：孙艳荣(1973—)，女，博士，副教授。Received date:2009–09–21. Approved date: 2010–01–12. First author: SUN Yanrong (1973–), female, Doctor, associate professor. E-mail: sunyanrong@https://www.wendangku.net/doc/1a159718.html, 第38卷第6期2010年6月 硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 38，No. 6 J u n e，2010钛种植体表面处理方法
羟基磷灰石研究进展
种植体品牌
医用钛及钛合金种植体材料的研究进展
HA涂层钛合金生物固定型人工髋关节
羟基磷灰石在生物医用材料中的研究进展
钛生物种植体表面羟基磷灰石生成技术发展现状
羟基磷灰石生物陶瓷材料的研究趋势及展望