牙種植體表面釋放金屬離子和顆粒的臨床研究進(jìn)展

胡戈 何冬欽

欽州市第一人民醫(yī)院 廣西 欽州 535000

自20世紀(jì)70年代提出“骨結(jié)合”的理論后，純鈦及鈦合金因良好的生物相容性與力學(xué)性能成為目前使用最為廣泛的種植體材料，工業(yè)純鈦TA3及Ti-6A1-4V最具有代表，TA3具有較高的強(qiáng)度，但在抗腐蝕性上較低，Ti-6A1-4V合金相反[1-2]。雖然鈦是一種活潑金屬，暴露在空氣中能形成TiO2為主要成分的氧化膜，以保護(hù)其內(nèi)部金屬被進(jìn)一步腐蝕，但在種植手術(shù)及種植體使用中，種植體均會(huì)受到外力影響，且長(zhǎng)期處于口腔該環(huán)境中，磨損與腐蝕可引起口腔內(nèi)牙種植體材料降解，而磨損是種植體表面機(jī)械或物理形式的降解，產(chǎn)生金屬顆粒，而腐蝕是化學(xué)與電化學(xué)形式降解，產(chǎn)生可溶性金屬離子[3-4]。隨著種植技術(shù)持續(xù)推新和完善，多數(shù)缺牙患者為獲得更好的口腔功能，維持口腔美觀，積極尋求種植修復(fù)治療，在修復(fù)后機(jī)體和組織長(zhǎng)時(shí)間接觸中，種植體功能得以發(fā)揮，若想要持久保持此功能需采取有效措施，提高種植體綜合性能，例如，抗腐蝕性能﹑耐磨性等[5]。本文現(xiàn)圍繞牙種植體進(jìn)釋放金屬離子顆粒進(jìn)行綜述，望對(duì)種植體加工技術(shù)與種植臨床操作改進(jìn)提供相應(yīng)依據(jù)。

1 影響牙種植體金屬離子和顆粒釋放的因素

口腔環(huán)境中，影響牙種植體釋放技術(shù)顆粒和離子因素眾多，其中規(guī)范種植技術(shù)﹑減小基臺(tái)種植體見動(dòng)度﹑優(yōu)化基臺(tái)-種植體連接方式﹑避免種植體周圍形成高糖等因素對(duì)減少牙種植體金屬顆粒和離子釋放具有顯著意義[6]。

1.1 影響牙種植抗腐蝕性因素

腐蝕作為種植體表面化學(xué)與電化學(xué)形式的降解，產(chǎn)生于可溶性金屬離子，種植體表面改性技術(shù)﹑部結(jié)構(gòu)材料﹑氟化物的應(yīng)用以及生物膜菌斑的定值等均會(huì)影響到種植體耐腐蝕性能，從而造成金屬離子釋放[7]。增加種植體表面粗糙度使細(xì)胞定植增加，促進(jìn)骨結(jié)合，但也可能會(huì)降低種植體抗腐蝕性能，目前具有多種表面改性技術(shù)被用于提升種植體骨結(jié)合能力，其抗腐蝕性能不易[8]。有學(xué)者[9]對(duì)比5種種植體表面處理技術(shù)對(duì)抗腐蝕性能影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)酸蝕﹑陽極氧化處理純鈦種植體抗腐蝕性最強(qiáng)。并由Messer等[10]表示，在炎癥環(huán)境與高血糖下，以TiUntie種植體抗腐蝕性能更強(qiáng)。

不同金屬在電解質(zhì)溶液中相互接觸時(shí)會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，較活潑金屬失去電子被氧化，該種腐蝕較電化學(xué)腐蝕，不同材質(zhì)上不結(jié)構(gòu)引起種植體不同程度電化學(xué)腐蝕。有學(xué)者[11]表示利用純鈦還是Ti-6Al-4V種植體，氧化鋯作為尚不結(jié)構(gòu)比采用其他材質(zhì)上部結(jié)構(gòu)對(duì)種植體產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕更小。

在酸性環(huán)境與氟化物存在下，鈦更易發(fā)生腐蝕。有關(guān)研究報(bào)道鈦在氫氟酸溶液中具有降解現(xiàn)象。隨后在口腔領(lǐng)域內(nèi)行大量電化學(xué)研究也證實(shí)，在含氟酸性介質(zhì)中，鈦及鈦合金耐受性受到較大影響，且很大程度上取決于所處環(huán)境氟離子濃度與PH值，在酸性環(huán)境中，氟離子形成氫氟酸，氟離子濃度增加能引起鈦試件表面氧化門口多孔性增，進(jìn)而降低氧化膜保護(hù)作用[12-13]。也有研究表示，周圍環(huán)境中氟離子能加速鈦的應(yīng)力腐蝕，可導(dǎo)致鈦種植體斷裂。其中含氟的酸性唾液中，純鈦與Ti-6A1-4V合金表面因腐蝕變的更為粗糙[14]。目前含氟牙膏﹑漱口液以及預(yù)防性凝膠的使用量正快速增長(zhǎng)，其氟含量高。將純鈦與Ti-6A1-4V合金置于含氟漱口液中與牙膏中，能觀察到試件表面存在明顯改變與變色。

1.2 影響牙種植體耐磨性因素

磨損實(shí)際是種植體表面以一種物理形式或機(jī)械形式的降解，在次過程中有大量金屬顆粒生存。對(duì)于牙種植體分析，可能因植入中扭矩過大﹑金屬氧化膜被破壞﹑骨密度高等原因，產(chǎn)生較多金屬顆粒殘留在周圍組織[15]。有學(xué)者[16]發(fā)現(xiàn)種植體植入中易造成表面損傷情況，且處于脫落狀態(tài)的金屬顆粒會(huì)不斷聚集于螺紋頂端。種植義齒在使用時(shí)，基臺(tái)-種植體界面會(huì)產(chǎn)生微動(dòng)，使種植體磨損，從而大量釋放金屬顆粒。并有研究中將氧化鋯﹑鈦合金作為研究對(duì)象，圍繞其上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，表示受磨損持續(xù)影響，氧化鋯基臺(tái)-種植體界面可產(chǎn)生比鈦合金更多的金屬顆粒。主要因可能和氧化鋯在機(jī)械強(qiáng)度上更高有關(guān)，并且還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，若種植體和基臺(tái)間有微間隙，將加重基臺(tái)和種植體見摩擦強(qiáng)度，受次影響種植體金屬顆粒在具體釋放量上幅度增加[17]。

2 材料和表面處理技術(shù)的優(yōu)化

2.1 新型材料分析

最能最大程度提升種植體表面抗腐蝕和耐磨性能，多數(shù)研究花費(fèi)大量時(shí)間與精力用于探索新型鈦合金材料。有關(guān)研究報(bào)道，相較純鈦種植體，Ti/5Cu合金除去有更好的抗腐蝕性和抗菌性能外，還存在良好的延展性和強(qiáng)度[18]。有學(xué)者[19]將Ti-12Mo合金進(jìn)行研究，經(jīng)證實(shí)其能形成TiO2-MoO3氧化膜，故在抗腐蝕性方面較純鈦種植體較優(yōu)。并有研究表示，對(duì)Zr-20Nb-3Ti合金使用熱氧化處理技術(shù)后，無論是在抗腐蝕上還是耐磨性能上，均較優(yōu)異。以上合金存在耐磨﹑抗腐蝕性能，并可深入研究其生物相容性和骨結(jié)合能力[20]。

2.2 表面處理技術(shù)

TiO2氧化膜骨結(jié)合性能好，多數(shù)研究圍繞增強(qiáng)或修飾氧化膜展開，借此合理化提升種植體表面總體抗腐蝕性。在種植體手術(shù)中利用低壓有機(jī)化學(xué)氣項(xiàng)沉積法，種植體表面從而形成TiO2膜。在將一定比例Ca/P加入到微弧氧化層中能組織種植體釋放金屬顆粒或金屬離子。在Ti種植體表面上有學(xué)者利用磁控濺射法沉積TaN層，借此促進(jìn)種植體表面耐磨性能﹑抗腐蝕性提升，但需注意使用此方式處理在牙種植植入中的穩(wěn)定性仍需進(jìn)一步研究。

3 小結(jié)

綜上所述，牙種植體在植入和長(zhǎng)期使用中，受多種口腔疾病及全身因素影響，存在釋放金屬離子與顆?，F(xiàn)象。該些離子與顆粒對(duì)體內(nèi)多種細(xì)胞功能功能存在負(fù)面影響，此外，釋放的金屬離子與顆粒均可導(dǎo)致局部出現(xiàn)過敏反應(yīng)。從事口腔種植工作醫(yī)師應(yīng)進(jìn)一步規(guī)范操作技術(shù)，在術(shù)前評(píng)估患者條件和避免不利影響因素，進(jìn)而降低種植體金屬離子與顆粒的釋放風(fēng)險(xiǎn)，另外，還需積極探索種植體新型材料與表面處理技術(shù)，不斷提高其抗腐蝕性與耐磨性，是口腔種植體材料發(fā)展熱點(diǎn)。