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钛基钽涂层人工种植牙生物 特性的犬体内研究
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评价种植体成骨性能最直接的方法是动物骨内植入相关实验。成功的人工种植体除了和骨组织达到骨性结合，还应具有良好稳定性来长期维持种植体-骨结合。植入区骨组织与人工种植体结合情况可直接影响其的近、远期效果，具有较高骨性结合的种植体稳定性好，可以避免人工种植体界面由于负载所引起的骨组织吸收。 对人工种植体与骨结合情况的动物体内研究，除了组织学切片观察外，还可以通过多种医学影像学如X-线牙片，曲面断层片及锥束CT或Micro-CT观察，分析评估种植-骨结合界面状况，这些无创检测方法已在口腔临床种植领域广泛应用，并取得了良好的效果。 有研究者采用比格犬作为实验动物，模拟临床牙缺失状况，拔除犬磨齿，建立牙缺失模型，探讨钛基钽涂层人工种植体表面处理对局部组织的相容性及对种植体骨结合的影响，为研发新型钛钽人工种植体提供实验依据。 实验材料 实验材料及分组 前期研究确定的参数和工艺流程的基础上加工的钛基钽涂层种植体、钛涂层种植体和喷砂处理钛种植体，规格为直径4.3mm，长度6.0mm，每种试件各9个，各取1个组成一组供9组，严格清洗并消毒后备用。 实验组：a 钽涂层 b 钛涂层 c 喷砂钛 对照组：d ITI临床人工种植体 对照组为口腔临床常用人工种植体ITI种植体9个，规格为长6mm，直径4.3mm，成品，无菌包装，与试验组成一组共9组分别用于比格犬下颌骨植入实验，采用同体对照研究，即每只比格犬分下颌骨各取含对照组和实验组的人工种植体植入。 主要仪器及实验对象 主要仪器：种植体及配套种植器械盒，锯割切片机，Micro-CT机，ProMax 3D CBCT机及Planmeca Pomexis图像处理软件，显微镜。 实验对象及分组：实验动物为实验中心提供的健康比格犬9只，体重8-12kg，犬龄15-36个月，雌雄不限，分笼饲养，随机平均分为3组，每组3只，分别记录为1、3和6个月三个时间点取材。整个实验过程符合动物伦理学标准，且经过伦理委员会批准实施。 实验方法 下颌牙槽骨缺牙区人工种植体植入 各组动物拔除双侧下颌第一磨牙，然后利用牙科种植机制备种植窝，共四个，随机选择1组种植体试件植入并记录对应编号。 分别于手术后定期对人工种植体周围牙龈视诊的探诊检查记录，并对种植区进行CBCT扫描检查。 标本取材及放射影像学检查 于人工种植体植入后第1、3、6月，每期分别取3只犬取材做组织学检查。首先对种植体动度进行检查，参照牙松动度检查临床操作进行指压种植体松动度检查，结合CBCT初步确定种植体-骨结合情况，然后进行种植体周龈袋探诊并记录。解剖分离出人工种植体-骨标本，用0.9%体积比的NaCl溶液反复冲洗，X-ray检查定位。 a 钽涂层 b 钛涂层 c 喷砂钛 d：ITI人工种植体 实验结果 大体观察 实验过程中比格犬均存活良好，术后观察犬全身状况良好，精神状态好、创口愈合良好。各期植入的人工种植体均稳固，无松动、排出或脱落现象，存留率100%。下颌骨-种植体标本大体观察可见种植体顶部螺丝部分被周围骨组织和纤维组织等包埋，随时间延长而骨组织增多，但后续检查结果示所有种植体-骨组织间没有发现形成纤维层或明显炎症组织。 X线平片观察 X线牙片显示：种植体植入1月，各组均可见种植体螺纹与骨组织间呈低密度线状影。种植体植入3月，喷砂钛与ITI种植体颈部牙槽嵴顶低密度影响均较模糊，不明显，人工种植植入6月，各组种植体周围骨密度增高，钽涂层与钛涂层组种植体与骨组织之间无低密度线状影，与周围骨组织密度一致。 a 钽涂层 b 钛涂层 c 喷砂钛 d：ITI人工种植体。左中右为下颌骨植入：1月、3月、6月 CBCT检查观察 种植术后各时间节点进行术区CBCT检查，对所取的数据进行三维重建分析。受植体的金属伪影干扰，CBCT结果不符只显示植体周围骨界面变化：1月时在矢状面见钛涂层（b）与喷砂钛（c）组植体周围有线状低密度透射影，钽涂层（a）、ITI（d）组植体周围低密度透射影不显著。3月、6月各组变化不明显，种植体周围骨未见低密度影，骨密度较为均匀。钽涂层组合ITI种植体组种植体周围密度高于同期钛涂层和喷砂钛两组。 a 钽涂层 b 钛涂层 c 喷砂钛 d：ITI人工种植体 Micro-CT扫描结果 对标本进行Micro-CT扫描，并对种植体周围骨组织不同截面进行骨密度分析结果显示：标本骨皮质含量大，各期骨小梁结构均不明显（图5），钽涂层及钛涂层组人工种植体周围未见低密度透射影，喷砂钛组近远中及颊舌向均见低密度透射影像，ITI人工种植体冠状在、矢状面均见骨高度降低，角形低密度透射影，估计与该植体美学基台使术中牙龈缝合张力过大相关，第1、3月期各种植体进步牙槽嵴顶密质影像均较模糊，周围组织密度较低，喷砂组较其他3组种植体-骨界面密度低，呈横截面上呈环状低密度环。 a 钽涂层 b 钛涂层 c 喷砂钛 d：ITI人工种植体 组织学观察 组织切片采用亚甲基蓝-酸性品红染色法染色，镜下观察。 结果显示：Ta涂层组、ITI组植体骨界面结合优于Ti涂层组，明显好于喷砂钛组。植体植入犬颌骨3月，各组植体与周围骨组织结合更加紧密，间隙变窄变细或消失。对比结果显示：Ta涂层组植体骨界面间隙更小或消失，界面骨细胞增生活跃，产生多量骨基质。ITI组植体骨界面局部有细小间隙，但植体顶端与骨组织间隙消失，亦可见大量增生活跃的骨细胞。Ti涂层与喷砂钛组植体骨界面仍可见变小间隙和薄层纤维结缔组织条，表层呈无结构膜状物。1月、3月各组对比分析，结果显示3组植体骨结合3月明显好于1月。 结果分析 发现：人工种植体植入各观察期检查均未见松动、脱落，种植体周围牙龈均未见炎症表现，无明显种植体周围袋形成。 X线片观察显示：除1月时ITI种植体颈部有少量角形吸收外，其余各期均未见明显骨吸收，提示各种植体均具有良好的生物相容性，但种植体喷砂钛处理试件在种植早期颈部骨界面形成差； 经统计学分析，种植前3月内，同材质组间成骨量差异无显著性；种植术后6月，各组界面均有明显骨形成，尤以钽涂层更为明显，各组时间均与前两期骨量差异有显著性，提示该期各种植体-骨结合界面的形成快，体内成骨细胞吸附、分化和扩增可能与种植时间有关。 结论 四组人工种植体植入犬牙槽骨，无载荷条件下植入初期均具有良好的骨组织相容性和成果效果，涂层-骨组织界面结合短期内均稳定，无涂层脱落或涂层与基体分层现象，初期稳定性好。 其中以钽涂层人工种植体组可见植入早期种植体周围大量新生骨组织的形成，界面间隙小，骨整合良好，与钛涂层组人工种植体组有差异，喷砂钛组植体与骨组织间1月、3月均有明显间隙形成，骨接触欠佳。 与临床普遍使用的成熟产品ITI人工种植体对比分析，结果显示各组均具有不同程度骨结合，钽涂层与骨组织具良好的相容性。较长观察结果表面，钽涂层组、ITI植体组较其他两组骨整合效果显著不同，随着植入时间延长。钽涂层组具有ITI植体相似的植体骨界面反应和骨结合能力，钛涂层迟滞，喷砂钛组植体骨结合能力相对较差。 |
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