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Ti-Zr-Cu合金的抗菌性能和体外生物相容性

318   编辑:中冶有色网   来源:于佳莹,杨希祥,战德松,杨柯,任玲,王敬人,徐嘉蔚  
2024-04-10 13:48:14
用种植体替代缺失牙已经成为一种常规的治疗选择,其适应症不断扩大 纯钛(Ti)和钛合金是应用最为广泛的种植体材料 单颗牙或前牙的缺失,往往使牙间隙和牙根间隙不足或颌骨改建后其宽度很窄[1] 对此除了进行常规的附加骨增量[2],还可选用窄直径种植体 但是,与常规直径的种植体相比,相同强度水平的窄直径种植体的承载能力会下降,应力水平的提高使疲劳折裂的风险大大增加[3] 因此,不推荐用窄直径种植体修复单独的尖牙、前磨牙和磨牙 为了提高种植体的机械强度,新近发展出的高强度钛锆(Ti-Zr)合金的窄直径种植体已经临床应用 例如,Straumann公司推出的Roxolid钛锆合金种植体,其机械性能较高,体外细胞实验、动物实验和临床实验结果表明其耐蚀性能、骨亲和力和生物相容性等都不低于纯钛[3-5],其硬度、弹性模量,拉伸和抗曲强度甚至优于纯钛[6] 一些病例表明,种植体失败最常见的原因是其周围黏膜炎和种植体周围炎[7] 这些炎症,与种植体表面生成的细菌生物膜使种植体感染相关 钛合金是生物惰性材料,没有抗菌性能,因此赋予其抗菌性能对于开发窄直径种植体意义重大 目前许多研究都集中在减少钛种植体表面上的细菌粘附,包括表面处理[8]、光化学反应 [9]、银合金化[10]以及铜合金化[11~13] 与添加银相比,添加铜的抗菌效果更好[14] 银只有在较高的温度下才具有较强的抗菌性能[15],而铜在模拟体内环境的体外实验中表现出很强的抗菌性能[16] 铜(Cu)元素是人体中必须的微量元素,参与细胞代谢、分化和催化等生理功能[17] 铜也是生物体内多种蛋白和酶的合成组分,在维持人体新陈代谢方面有重要的作用 同时,铜的加入还能提高金属材料的耐蚀性能[18] 本文在目前临床使用的Ti-Zr合金中添加3%(质量分数)的Cu,研究Ti-Zr-Cu合金的抗菌性能和生物相容性 1 实验方法1.1 样品的制备 实验用材料为Ti-Zr合金和Ti-Zr-Cu合金,其化学成分列于表1 将实验材料(包括空白)切割成直径为10 mm、厚度为2 mm的圆片,依次用150#、400#、800#、1200#碳化硅砂纸打磨 实验前,将空白样品(blank)、Ti-Zr合金和Ti-Zr-Cu合金样品依次用去离子水、75%无水乙醇和100%无水乙醇超声充分清洗,并进行高温高压灭菌 Table 1 表1 表1
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