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钽人工种植牙的研究方向
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钽（ta）是一种过渡金属元素，熔点近3000℃，硬度高达6.5莫氏。它富有延展性，可以碾成薄纸样的钽箔；钽的化学性质十分稳定，除了氢氟酸，发烟硝酸和有力的三氧化硫，它对一切酸环境均表现出极好的抗腐蚀性，而与热强碱溶液的反应活性较强。 钽因其高熔点、耐腐蚀及良好的加工塑性而广泛应用于电子、化工、原子能、军工以及航空等行业。尤其是，钽具有极佳的生物相容性，自1940年代开始广泛用作起搏器电极、骨缺损修填充物、手术缝线及不透射线标记器等生物医学材料。 在骨科应用的二十年来，多孔钽广泛应用于人工关节、脊柱、骨缺损等骨科领域，均取得了理想的临床效果。随着研究的深入和加工工艺的飞速发展，多孔钽作为人工种植牙材料显示出巨大的潜力，近期有学者研发了新式多孔钽牙种植体并应用于临床。 多孔钽人工牙种植体存在成本高，难加工等缺点，限制了其大规模临床应用。开发经济有效的钽人工牙种植体成为关注的焦点，目前研究主要集中于两点：一是致力于改进钽表面改性技术；二是研发新型钽合金生物材料。 1钽涂层 利用钽优异的耐腐蚀性，将其涂覆在某些医用金属表面，以阻止金属元素的释放，提高金属的生物相容性。 balla 采用激光工程化净成形技术(lenstn)将钽粉沉积到钛基体表面，制取了多孔钽涂层复合材料。其孔隙率 45%-73%，弹性模量 2- 20gpa。较多孔钛涂层，多孔钽涂层具有更高的表面能和亲水性, hob 在其表面早期粘附和增殖能力较高。复合材料结合了钽出色的生物相容性和钛良好的机械性能，克服了纯钽成本高及技术难度大的缺陷。 此外 lenstn 技术可充分熔化钽粉，致使种植体具有较高的抗疲劳强度。tang 等采用真空等离子喷涂技术在钛表面形成了多孔钽涂层，体外实验发现涂层钛具有较好的细胞相容性和骨诱导活性，兔体内实验表明其有效提高了骨形成。 2 钽纳米管 纳米管以其特有物理化性能备受人们瞩目, 成为纳米科究领域的一个新兴热点。研究表明， tio2 纳米管能促进成骨细胞黏附增值与分化 ，并且表现出很强的骨结合能力。 ruckh 等采用阳极氧化法，以 hf 和 h 2so4 为电解液制得了 ta2o5 纳米管，体外实验其显著增强了人成骨细胞的粘附、增殖和分化。wan g 等采用阳极氧化法处理钽，再 500℃加热 2h 得到钽纳米管，研究发现钽米管的耐腐蚀性良好，能吸附蛋白并促进干细胞的粘附，增殖和分化，表明纳米管进了钽的生物相容性和骨诱导性，为钽纳米管种植体的应用提供了理论依据。arnould 等以 ta(obu)5 为原料，利用溶胶凝胶涂层法在钛表面形成ti-o-ta 溶胶并凝胶化， 100℃温度下干燥 24h即得钽纳米管，体外实验表明其促进 ha 形成，增强了骨诱导能力。 3 钽合金 随着铸造工艺的发展，添加钛、铌、锆等元素形成钽合金，保持了钽耐腐蚀性和力学性能同时，简化了制备工艺，降低了成本。 huang 等研发了医用钛铌钽锆生物合金，利用放电等离子烧结技术将质量配比的纯 ti、nb、ta 和zr 粉末烧结而成，烧结温度 950℃- 1150℃，真空度 2pa。合金组织均匀，致密度高 98%以上，弹性模量 41- 50gpa，具有较好的力学相容性。 lian 等采用真空自耗电弧熔炼法制备了新型医用钛合金ti-25nb-10ta-1zr-0.2fe，适量的 添 加 fe 和zr 元素抑制了 ω 相产生，从而有效地降低了合金的弹性模量。程等采用非自耗真空电弧炉熔炼合金 ti35nb3zr2ta，其弹性模量 48gpa，极限抗拉强度 880mp，具有比 ti6al4v 更高的表面粗糙度和更好的亲水性。大鼠成骨细胞在其的粘附、伸展、增殖、分化优于 ti6al4v，显示了良好的生物相容性，有望成为新的人工牙种植体材料。 4 多孔钽种植体给药 植入式缓释给药一直是生物医药领域的研究热点，刘洪臣教授在大量基础和临床研究基础上，提出了人工种植牙给药学说，在牙种植体上负载药物释放到周围骨组织，这可以使药物局部、高效、持续地发挥作用，进而增强种植体骨整合能力，同时减少全身给药造成的不良反应。 牙种植体的表面微孔形貌不仅促进其与骨组织形成良好的骨结合，还利于粘附各种大分子药物、细胞因子等，展现了其在载药方面的巨大潜力。钽纳米管是良好的药物载体，可控制生物活性分子降解，是解决牙种植体的初期稳定性和远期生物性骨结合的有效途径。 5 展望 多孔钽具有弹性模量低、摩擦系数高，生物相容性好等优势，作为人工种植牙材料显示了广阔的发展前景。钽加工工艺的飞速发展，也为钽人工种植牙的研发创造了条件。 虽然钽人工牙种植牙研究起步较晚，许多研究尚处于基础阶段，其临床应用效果还有待于验证以及多中心循证医学的考量。如何应对口腔复杂菌群环境也是其成功率的挑战。牙种植体辅助给药也是未来发展的趋势，多孔钽的孔隙结构方便载药，有利于提高伴全身慢性疾病种植修复的初期稳定性和生物性骨结合。随着研究的不断深入，多孔钽人工种植牙有望替代钛成为新一代牙种植体材料。    |
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