目的 探讨Er:YAG激光、Nd:YAG激光及硅锆涂层处理氧化锆陶瓷表面对其粘接强度的影响.方法 用粉末压片机制作直径为18 mm、厚度为1.5 mm的氧化锆预烧结圆形瓷片,按照伪随机数字表法随机分为5组,分别接受不处理烧结(空白对照组)、烧结后氧化铝颗粒喷砂(喷砂组)、烧结后Er:YAG激光照射(Er:YAG激光组)、烧结后Nd:YAG激光照射(Nd:YAG激光组)、硅锆涂层后烧结(硅锆涂层组)表面处理,用树脂粘接剂粘接氧化锆陶瓷与复合树脂柱,用万能测试机进行剪切强度测试,体式显微镜下观察并记录断裂破坏模式,粗糙度测量仪测量瓷片表面粗糙度,扫描电子显微镜下观察表面微观形貌,能谱仪分析表面元素组成.结果 剪切粘接强度测试结果表明,硅锆涂层组的剪切粘接强度高于其余各组,差异有统计学意义(P<0.05);喷砂组与Er:YAG激光组的粘接强度差异无统计学意义(P>0.05),但均高于Nd:YAG激光组,差异有统计学意义(P<0.05).粗糙度测量结果表明,硅锆涂层组的表面粗糙度高于其余各组,差异有统计学意义(P<0.05);喷砂组、Er:YAG激光组和Nd:YAG激光组的表面粗糙度差异无统计学意义(P>0.05),但均高于空白对照组(P<0.05).扫描电子显微镜下观察可见,喷砂组表面可见无规则深浅不同的划痕,Er:YAG激光组表面可见激光作用形成的较大凹坑,较大凹坑中可见散在较小的孔洞,氧化锆晶体结构消失,取而代之的是局部熔融形成的相对平整表面,表面可见大量裂纹.Nd:YAG激光组表面可见激光作用区形成凹坑,凹坑表面可见大量裂纹形成.硅锆涂层组表面可见较为复杂的多孔结构,可见大量"小岛样"结构,"小岛样"结构表面及其周围沟壑内可见大量氧化锆晶粒,晶粒间存在大量微小孔隙.空白对照组、Er:YAG激光组及Nd:YAG激光组表面仅有Zr、O、Y元素,喷砂组表面可见Al元素存在,硅锆涂层组可见较高比例的Si元素.结论 Er:YAG激光及Nd:YAG激光处理氧化锆陶瓷表面可使其粗糙度增加,提高与树脂粘接剂间的粘接强度.硅锆涂层处理能增加氧化锆表面粗糙度和粘接强度,且效果优于喷砂及激光处理.

可降解骨植入物因可避免骨修复后植入物取出的二次手术,或减少永久性植入物存在的炎症等问题,备受临床医生和研究者们的关注.然而,用于构建植入物的生物材料因其固有属性而存在降解太快或太慢、机械性能或成骨能力不足等问题,从而限制了其临床转化应用.为了解决现有可降解植入物在临床应用中的瓶颈,学者们通过表面功能涂层修饰、晶体结构或多孔结构优化、功能元素/小分子掺杂等方式,以调控生物材料的降解行为和成骨能力.综述可降解植入材料(包括金属、生物陶瓷、天然聚合物和合成聚合物)的降解机制、降解行为的调控方法及其对力学性能和骨再生的影响,以期为开发降解行为依附于新生骨形成的新型可降解骨植入材料提供参考.

目的 在低强度脉冲超声波(LIPUS)作用下对比研究钛酸钡/微弧氧化钛合金多孔材料(简称BaTiO3)和氧化锌臌弧氧化钛合金多孔材料(简称ZnO)的表面MC3T3-E1成骨细胞增殖和分化的特性.方法 分别将BaTiO3和ZnO这2种材料随机分成超声组(UBaTiO3组和UZnO组)和对照组(CBaTiO3组和CZnO组),将MC3T3-E1成骨细胞与材料复合培养,超声组每天接受20 minLIPUS辐照,对照组为不开功率源假辐照.通过检测噻唑兰(MTT)、碱性磷酸酶(ALP)和骨钙素(OCN)值观察成骨细胞增殖和分化的水平.结果 4d时UBaTiO3组MTT值高于CBaTiO3组,差异有统计学意义(P＜0.05);1、4和7 d时UBaTiO3组和CBaTiO3组的MTT值均高于UZnO组和CZnO组,差异均有统计学意义(P＜0.05).4和7 d时UBaTiO3组的ALP值高于CBaTiO3组,7d时UZnO组的ALP值高于CZnO组,差异均有统计学意义(P＜ 0.05);4和7 d时UBaTiO3组和CBaTiO3组的ALP值均高于UZnO组和CZnO组,差异均有统计学意义(P＜0.05).7、10和14d时UBaTiO3纽的OCN值高于CBaTiO3组,14 d时UZnO组的OCN值高于CZnO组,差异均有统计学意义(P＜0.05),7、10和14 d时UBaTiO3组的OCN值高于UZnO组,10和14 d时CBaTiO3组的OCN值高于CZnO组,差异均有统计学意义(P＜0.05).结论 LIPUS可以促进BaTiO3和ZnO这2种材料上MC3T3-E1的增殖与分化.在LIPUS作用下,BaTiO3材料优于ZnO材料,更具有成为骨修复材料的潜能.

目的 探讨微弧氧化电解液MgSiFs质量浓度对钛-瓷结合强度的影响,为其进一步临床应用提供参考.方法 将50个纯钛试件分成5组(每组10个),对照组仅喷砂处理,剩余4组喷砂后分别用质量浓度为10、20、30、40 g/L的MgSiF6电解液进行微弧氧化.每组选2个试件,扫描电镜观察表面形貌.每组试件烤瓷后选2个试件,扫描电镜观察钛-瓷结合界面并进行能谱分析,每组剩余6个试件通过三点弯曲实验测定钛-瓷结合强度.结果 20 g/L MgSiF6电解液制备的陶瓷膜均匀多孔,孔径为1.0～2.0 μm,其余各组陶瓷膜均存在不同程度的结构缺陷.对照组钛-瓷结合强度为(27.08±3.16) MPa,10、20、30、40 g/L MgSiF6组钛-瓷结合强度分别为(38.18±2.65)、(44.75±2.21)、(36.44±2.04)、(31.04±2.59) MPa,各MgSiF6组钛-瓷结合强度均显著高于对照组(P＜0.05);20 g/L MgSiF6组钛-瓷结合强度均显著高于其他MgSiF6组(P＜0.05).20 g/L MgSiF6组钛-瓷结合界面质地致密且无明显界限,其他各组均可见孔洞或裂隙.结论 以20 g/L MgSiF6电解液对纯钛进行微弧氧化可有效提高钛-瓷结合强度.

临床上由于创伤、肿瘤、感染、手术等所造成的骨缺损很常见,常需要植骨修复[1].传统的骨移植方法包括自体骨移植和异体骨移植两种.自体骨移植多采用患者自身髂骨,虽然免疫反应低,但供体有限,且增加患者的痛苦[2].异体骨移植虽然不受大小形状数量等限制,但存在较强免疫反应.近年来,骨组织工程作为一种重要的替代措施,它的兴起为解决这些难题提供了希望.目前,用于骨组织工程的支架材料有很多,主要有各种金属[3]、陶瓷[4]及高分子聚合物材料等[5],但这些材料在生物相容性、生物活性、生物可降解性、与宿主骨的力学匹配性和使用寿命等方面各有优缺点.金属因其高强度、高负重能力、形状记忆、惰性、超弹性等优点应用于骨组织工程,常见的金属支架有钽、钛、钛镍合金、镁等,不同的金属因其密度、强度、制作方法不同,所制作的支架性能也不同.本文现对金属骨组织支架的研究进展综述如下.

人工假体材料的选择是决定人工髋关节置换术效果的重要因素之一.目前在假体材料方面主要有固定界面、摩擦界面和组配式假体之间的连接界面3种界面.多孔金属改善了生物固定界面骨整合,高交联聚乙烯和复合陶瓷显著降低了摩擦界面的磨损,陶瓷球头的组配式假体能够减轻磨损颗粒及腐蚀问题.但目前这3种界面存在的假体松动、磨损、金属腐蚀问题仍是影响髋关节置换术后中远期效果的最主要因素.文章从以上3个假体界面的角度对人工髋关节假体材料的研究进展进行阐述.

目的:构建一种低熔点含硼、锌生物玻璃(BG-ZnB)力学增强型生物玻璃—陶瓷的多孔支架材料,并探究BG-ZnB含量对支架的结构、力学性能和骨再生效率的影响.方法:将质量分数为0%、2%、4%的BG-ZnB复合45S5生物活性玻璃通过石蜡微球造孔成型,经900 ℃烧结分别形成45S5/ZB0、45S5/ZB2、45S5/ZB4三种玻璃—陶瓷多孔支架;测定三种玻璃—陶瓷多孔支架的物相组成、孔隙率和压缩性能.36只雄性新西兰大白兔随机分为45S5/ZnB0组、45S5/ZnB2组和45S5/ZnB4组,将三种多孔支架置入兔骨缺损模型中,分别在第6周和第16周通过X射线摄片、显微CT三维结构重建和组织切片染色等方法检测大白兔骨缺损模型支架的骨再生效率;采用HE染色、Masson三色染色和EnVision二步法染色分析新生骨内生长情况.结果:力学增强型生物玻璃—陶瓷与45S5生物活性玻璃的物相基本一致,但烧结后的支架在外观上有细微变形.45S5/ZnB2组和45S5/ZnB4支架骨架表面晶粒烧结更为致密,抗压强度较45S5/ZnB0支架明显提高(均 P <0.05).支架植入后6周和16周时,45S5/ZnB2组和45S5/ZnB4组成骨率和骨小梁密度高于45S5/ZnB0组(均P<0.05),新生骨、Ⅰ型胶原蛋白和骨钙素表达量较45S5/ZnB0组增加.结论:低熔点高活性BG-ZnB助烧结工艺能构建出力学增强型生物玻璃—陶瓷多孔支架材料,可为研发骨损伤修复材料奠定实验基础.

目的 制备一种具有三维贯通孔隙结构的生物活性椎间融合器模型.方法 选取羟基磷灰石粉体、聚乙二醇6000(PEG6000)、甲基纤维素(MC)和双氧水为原料,采用气体发泡法制孔成型,通过调节成型时加入不同的双氧水量调节孔隙率,烧结后得到多孔羟基磷灰石陶瓷,进一步进行切割加工后得到椎间融合器模型.结果 随着成型时加入双氧水量的增加,5个样品组的孔隙率从(24.6±5.7)％增加到(78.4±2.3)％,其对应的抗压强度从(13.8±3.4) MPa降低到(0.6±0.1) MPa.表明通过控制成型时加入的双氧水量可调节样品的孔隙率,进一步调节其抗压强度.结论 通过气体发泡法制备多孔羟基磷灰石陶瓷,成型时加入双氧水量为5 mL,聚乙二醇量为7 mL,甲基纤维素量为10 mL,温度为1 150℃时,烧结打磨后得到的椎间融合器模型孔隙率为57.7％,抗压强度为7.3 MPa,与成人胸腰椎椎体抗压强度相近,有望进一步应用于临床.

髓芯减压属于股骨头坏死保髋手术经常使用的手段之一,在临床中的运用十分广泛,取得的效果也比较理想.本文详细阐述了股骨头坏死的原因、病理机制以及医治方式,并着重围绕髓芯减压+磷酸三钙多孔陶瓷医治股骨头坏死的手术材料、技术以及临床治疗效果等方面的有关研究展开综合阐述.

目的:利用切削素烧瓷块法与三维(three dimensional,3D)胶态成型法制作遮色效果不同的3种氧化锆陶瓷,对比其在不同厚度下的透光性及对异色离体牙的遮色效果,为临床口腔修复提供材料选择依据.方法:制备90片直径14 mm的A2色氧化锆圆盘试件,分成3组(n=30):(1)CZ组,采用计算机辅助设计(computer aided design, CAD)/计算机辅助制造(computer aided manufacturing,CAM)切削素烧瓷块法;(2)NZW组,采用3D胶态成型法,试件内表面无多孔遮色层;(3) NZY组,采用3D胶态成型法,试件内表面有多孔遮色层.3组试件根据厚度0. 6 mm、 1.0mm、1.5 mm再分成3个亚组(n=10).选用因牙周病拔除的中、重度异色前牙10颗,唇面打磨成大于 6 mm2 x6 mm2的平面.暗盒中用Crystaleye比色仪在黑、白背景下分别测量9组试件的色度值(CIE1976-L* a * b*),计算透光性[半透性参数(translucency parameter, TP)].将每组试件与牙齿唇面依次粘接并测量色度值.选标准比色片A2中1/3色度值作为对照,计算试件粘接后同对照色的色差ΔE.以One-way ANOVA和Bonferroni法对数据进行统计分析.结果:(1) 3组氧化锆试件在0.6 mm、1. 0 mm、l. 5 mm厚度下的TP值分别为:CZ组14. 09、 12.31和10.45,NZW组19.84、16.54和12.44,NZY组14.81、13.16和11.92.每组试件的3个亚组间透光性均显示为0.6 mm组>1.0 mm组>1.5 mm组,厚度相同的亚组间透光性均显示为NZW组> NZY组> CZ组.(2)3组氧化锆试件粘接后在0.6 mm、l. 0 mm、l. 5 mm厚度下与对照色的色差ΔE分别为:CZ组10.77、9.94和8.50,NZW组6. 84、5. 89和5.29,NZY组4.16、3.92和3. 67.每组试件的3个亚组间色差值均显示为0. 6 mm组> 1. 0 mm组>1.5 mm组,厚度相同的亚组间色差值均显示为CZ组>NZW组>NZY组.结论:3种氧化锆试件在厚度相同的情况下,透光性均为3D胶态成型技术制作的内表面无遮色处理组试件最好,而遮色效果均为3D胶态成型技术制作的内表面有遮色处理组试件最好,且其厚度在0.6 mm时即可获得较好的遮色效果.