3D打印多孔鈦種植體結(jié)合CS-HA涂層促骨結(jié)合作用的研究.pdf

1、牙種植體在臨床應(yīng)用廣泛，多孔鈦種植體的機(jī)械性能接近于骨組織，有望減輕應(yīng)力遮擋效應(yīng)，適宜尺寸孔隙結(jié)構(gòu)為新骨長(zhǎng)入提供空間，形成生物固定提高骨結(jié)合強(qiáng)度，且內(nèi)部貫通的孔隙有利于血管化及代謝物質(zhì)運(yùn)輸。利用3D打印技術(shù)可完成高精度試件的制作，滿足多孔鈦種植體的制作要求。殼聚糖/羥基磷灰石復(fù)合涂層生物相容性好，粗糙多孔的微觀結(jié)構(gòu)能夠增加與骨組織的接觸面積，有骨誘導(dǎo)性，與多孔鈦結(jié)合能夠提高骨結(jié)合速率與穩(wěn)定性。
　　目的:
　　分析3D打印多

2、孔鈦的機(jī)械性能及生物相容性，探討多孔鈦種植體與殼聚糖/羥基磷灰石復(fù)合涂層結(jié)合后的體內(nèi)外促骨結(jié)合的作用，為提高臨床種植成功率及使用壽命提供新思路。
　　方法:
　　1.3D造型軟件設(shè)計(jì)所需試件的三維模型，利用選擇性激光燒結(jié)分別制作出長(zhǎng)條形、圓盤(pán)形及螺紋種植體Ti6A14V試件;
　　2.利用三點(diǎn)彎曲法測(cè)試不同孔隙率（實(shí)心、30％、40％、50％、60％、70％）長(zhǎng)條形鈦合金試件的準(zhǔn)彈性梯度，分析其機(jī)械性能;
　　3

3、.將圓盤(pán)狀鈦合金試件分為實(shí)心組、實(shí)心涂層組、P=30％組、P=30％涂層組、P=50％組、P=50％涂層組，涂層組利用電化學(xué)沉積法進(jìn)行CS/HA復(fù)合涂層的制備，分別進(jìn)行MC3T3-E1細(xì)胞培養(yǎng)，通過(guò)活/死細(xì)胞染色法、MTT染色及堿性磷酸酶水平檢測(cè)分析其體外生物學(xué)性能;
　　4.將螺紋種植體試件分為實(shí)心組和多孔組用于新西蘭白兔股骨髁部植入實(shí)驗(yàn)，種植體進(jìn)行CS/HA涂層處理，分別在4周、12周時(shí)取樣進(jìn)行X射線檢查及硬組織切片觀察分析其

4、體內(nèi)生物學(xué)性能。
　　結(jié)果:
　　1.選擇性激光燒結(jié)制作出多孔鈦合金試件無(wú)明顯制作缺陷，表面平整，表面具有微粗糙度，孔隙尺寸均勻，貫通良好。掃描電子顯微鏡觀察表面形貌可見(jiàn)試件表面未熔融鈦粉顆粒，CS/HA涂層分布均勻，為致密的層片狀，裂紋較少，表面分布微孔。
　　2.三點(diǎn)彎曲法檢測(cè)結(jié)果表明多孔鈦試件準(zhǔn)彈性梯度隨孔隙率增大而減小，并且當(dāng)孔隙率為30％和70％時(shí)，其準(zhǔn)彈性梯度分別接近人體皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨。
　　3.活/

5、死細(xì)胞活力檢測(cè)結(jié)果表明試件表面細(xì)胞具有高活性，活細(xì)胞比率均高于85％，細(xì)胞增殖活躍，7天時(shí)細(xì)胞密度達(dá)到90％以上，并且細(xì)胞于粗糙的內(nèi)壁附著良好。MTT染色實(shí)驗(yàn)結(jié)果中多孔試件表面細(xì)胞MTT值均高于實(shí)心鈦盤(pán)表面細(xì)胞(P＜0.05)，細(xì)胞培養(yǎng)2天時(shí)不同孔隙率間無(wú)顯著差異(P＞0.05)，5天時(shí)P=50％CS/HA組高于P=30％CS/HA組(P＜0.05)，CS/HA涂層處理組普遍高于無(wú)表面處理組(P＜0.05)。多孔鈦試件的ALP水平較實(shí)心

6、組高（P＜0.05），CS/HA涂層處理后鈦盤(pán)表面細(xì)胞ALP水平較無(wú)表面處理對(duì)照組高（P＜0.05）。
　　4.X射線檢查示種植體植入角度較正，骨質(zhì)愈合良好，未見(jiàn)骨折、骨裂。硬組織切片鏡下觀察示骨結(jié)合界面清晰，無(wú)炎細(xì)胞浸潤(rùn)。4周時(shí)實(shí)心種植體頸部與底部靠近基骨處成骨活躍，新生骨覆蓋近兩端螺紋，新生骨小梁較原有骨組織更細(xì)長(zhǎng)且紅染更亮更深;多孔組孔隙內(nèi)部有新骨產(chǎn)生，與種植體內(nèi)孔緊密相連，離散分布，周圍大量核深染的成骨細(xì)胞。12周時(shí)新生骨

7、沿實(shí)心種植體表面向中部延伸，與種植體緊密相連，骨小梁更為粗大，厚度約為450um;多孔組種植體外表面頸部與底部的新骨繼續(xù)向中部延伸，孔內(nèi)離散分布的新骨面積擴(kuò)大，有相連的趨勢(shì)，高倍鏡示靠近外表面的大孔內(nèi)新生骨組織較多，未見(jiàn)炎細(xì)胞浸潤(rùn)。
　　結(jié)論:
　　1.選擇性激光燒結(jié)技術(shù)可以完成多孔鈦合金試件的精細(xì)制作，利用電化學(xué)沉積法可制備出均勻、致密的鈦基殼聚糖/羥基磷灰石涂層。
　　2.多孔鈦試件的準(zhǔn)彈性梯度隨孔隙率增大而減小，