钛种植体表面HA涂层技术的研究进展

牙种植体材料的研究进展牙种植体是指利用人工材料制成的牙根，通过口腔内黏骨膜上的切口将其植入到上颌骨或下颜骨内，用来替代天然牙根。

目前常用的牙种植体材料有钛、钛合金和陶瓷等。

一、牙种植体材料的基本要求与种类理想的牙种植材料与其他颅颌面植入材料一样，需要满足以下几个方面的要求: （一）基本要求1.生物相容性和力学相容性（1）生物相容性:牙种植体在植入牙槽骨后，材料既对机体的局部或全身不产生有害的作用，又能引起周围组织产生生理性的反应（骨、结缔组织和上皮）。

（2）力学相容性：牙种植体材料的力学性能与植入区组织相近，即材料的强度、硬度、弹性模量、泊松比以及耐磨性能等能与周围牙槽骨组织相匹配，材料对骨组织应有较好的生物力学适应性，不会在植入后由于植入材料力学性能与周围生物组织的差异在受力时出现应力集中或出现较大的应力梯度而对周围组织造成伤，导致种植失败。

2.化学稳定性牙种植体材料在机体正常代谢环境中不发生腐蚀、变质、变性和老化口腔组织对材料有较好的耐受性。

3.生物活性和诱导再生牙种植体材料应能与周围组织直接发生化学性结合，并具有诱导组织再生的能力。

1990年美国种植牙科学会将骨结合定义为:正常的改建骨和种植体直接接触，光镜下未见软组织长入，能使种植体的负荷持续传导并分散在骨组织中。

4.功能性和实用性：牙种植体材料必须是X线阻射，外科操作不应该过于复杂，必要时支应易于去除，容易消毒，并且价格合理。

（二）种类牙种植体按其材料不同，大体上可分为五种类型：金属与合金材料类、陶瓷材料类、碳素材料类、高分子材料类、复合材料类。

下面主要介绍钛及钛合金和陶瓷类材料。

1.钛及钛合金钛及钛合金是目前最常用的材料。

（1）钛的化学与生物特性1957年，Downs博士首先在矫形外科领域中应用钛。

不久，钛被用于口腔种植体，并已成为牙种植体的首选材料。

钛具有很强的抗腐蚀性能，这主要是因为钛形成氧化膜的速度相当快，在富氧的情况下，被破坏的氧化层也会立即得到修补。

中国口腔种植学杂志2012年第17卷第2期钛种植体表面粗糙度研究进展王燕综述王国平夏露审校嘴要I纯钛种植体表面形貌对其生物学性能有重要的影响，表面粗化处理一直是学者研究的热点．目前对表面粗糙度有许多评价标准，越来越多的研究者开始进行种植体表面粗化处理方法的改进研究。

本文综述了目前采用的多种表面粗糙度评价参数，以及钛种植体表面粗化改性的方法。

．哄键词I钛；种植体；粗糙度；粗化中图分类号：R782文章标识码：A文章编号：1007—3957(2012)02—90—5纯钛以其优越的生物相容性及理化特性，广泛应用于口腔种植领域。

为了提高钛种植体植入的成功率，研究者们不断探索种植体的表面处理方法。

研究表明种植体表面粗化，可以提高种植体的初期稳定，促进骨形成，减少纤维包裹的发生率并提高种植体一骨界面的生物学性能。

本文就表面粗糙度表示方法及现今较常用的、主要的种植体表面粗化改性方法作一综述。

1种植体表面粗糙度及表示方法1．1粗糙度表示方式粗糙度是用来表示材料在被加工后的表面不平整度。

常用的表示粗糙度的参数I q有算数平均表面粗糙度(R a)、最大峰高(R p、最低谷底(R v)、绝对高度(R m ax)、均方根粗糙度(R q)、粗糙度偏倚(R sk)以及粗糙峰态(R ku)以及比表面积(Rw)等表示方式。

观表D1．2粗糙度参数分类根据以往的研究，可将描述表面粗糙度的二维参数分为3组【习：①单一描述高度的振幅参数：如算数平均表面粗糙度qt a)、均方根粗糙度(R q)以及轮廓微观不平度十点高度(R z)；②描述不规则外形的间距参数：轮廓微观不平度的平均间距眠s曲；⑨包括高度和间距信息的混合参数：如幅度分布偏差6D，轮廓伸展长度㈦与扫描长度m商关系参数(I x，L r=-k九曲。

多数文献用于评价种植体表面粗糙度的最常用参是R a值。

R a值能客观地反映表面的微观几何表1常用粗糙度参数参数参数代号参数含义计算方式算数平均I la表面粗糙度最大峰高l l p最低谷底R v绝对高度R m a均方根粗糙度R q粗糙度偏倚R8k粗糙峰态I I ku比表面积R W轮廓微观不平II z度十点高度表面偏离基准平R．-<z‰面的算术平均值(<’>，=占j哪(。

种植体表面处理的研究进展梁伟（铜仁地区第一人民医院口腔科，贵州铜仁554300）【关键词】牙种植体；骨整合；表面处理文章编号：1009-5519（2012）13-2016-03中图法分类号：R783.2文献标识码：A骨内种植体植入成功的标志是：种植体和周围骨组织直接接触，光镜下种植体的周围无放射投射区，也就是无软组织介入，且能使种植体的负荷持续传导，并分散在骨组织中，也就是种植体与周围骨形成骨整合[1]。

种植体表面工程设计是种植体能否形成骨结合的一个重要因素，能够直接影响种植体周牙槽骨中成骨细胞的贴附、增殖、分化和基质的合成、钙化等一系列生理反应[2]。

因此，为了提高种植体的生物相容性，种植体表面各种处理技术如加成法、去除减少法、表面修饰法等处理技术常被应用。

1表面加成法1.1钛浆涂层（titanium plasma sprayed，TPS）钛浆喷涂是在高温下，将熔融的钛金属液滴高速喷射在种植体的表面并附着其上，形成疏松粗糙的表面，电镜下观察，可以发现表面形成圆形或者不规则的相互沟通的微孔。

由此形成的粗糙表面更有利于成骨细胞的黏附和增殖分化。

Bagno等[3]用的是藻酸钠凝胶纯钛作为涂层材料证实其更有利于成骨细胞的黏附生长，估计是介导了细胞的生物信号。

1.2羟基磷灰石（hydroxyapatile，HA）涂层羟基磷灰石[Ca10（PO4）6（OH）2]（简称HAP或HA）因为与人体天然骨组织的成分类似，因此具有良好的生物相容性，钛基HA生物涂层材料可以诱导软骨细胞在天然骨上沉积，发生成骨反应，使新骨在涂层的表面更好地生长。

这种双向的生长方式有利于形成天然骨组织和种植体表面涂层之间的化学键结合，有利于种植体最终的骨整合。

钛基HA生物陶瓷涂层的制备方法主要有等离子喷涂法、涂覆-烧结法、溶胶-凝胶法、电化学反应法以及低温燃烧法等。

1.2.1等离子喷涂法（plasma sprayed coating，PSC）以高纯度的HA粉末为原始粉，采用PSC制备的钛基HA涂层生物材料，具有效率高、涂层均匀、重复性好和适合工业化生产等特点。

钛合金表面涂层的制备及其性能研究随着科技和工业的不断发展，高性能材料的需求越来越大，钛合金作为一种优秀的材料被广泛应用于航空、航天、汽车、医疗等领域。

然而，钛合金的表面易受到氧化、腐蚀、磨损等因素的影响，这就需要通过涂层技术来改善其表面性能，延长材料的使用寿命，提高其在特定领域的应用价值。

本文旨在介绍钛合金表面涂层的制备及其性能研究，为相关领域的读者提供一定的参考。

一、钛合金表面涂层的分类钛合金表面涂层可以根据涂层材料的不同分类，大致可分为单层涂层和复合涂层两类。

单层涂层通常使用单一的材料或化合物，如硅化物、氮化物、碳化物等，可以提高钛合金的表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性。

而复合涂层则是将不同的材料或化合物组合在一起，通常包括硬质相、润滑相、金属基体等，可以同时提高钛合金表面的机械性能和化学性能。

二、钛合金表面涂层的制备方法目前，制备钛合金表面涂层的方法主要包括物理气相沉积、化学气相沉积、溅射沉积、电化学沉积和喷涂等。

其中，物理气相沉积是最常用的技术之一，其基本原理是利用高能电子束、离子束、等离子体等将涂层材料直接沉积在钛合金表面，形成复合涂层。

化学气相沉积的原理是将金属有机化合物气体进行分解，生成金属离子和氧化物，然后与气体中的氢原子反应，最终生成涂层。

溅射沉积技术则是将涂层材料放置在真空室中，在离子轰击或电子轰击的作用下，将其析出并沉积在钛合金表面。

电化学沉积技术则是利用电化学反应，在钛合金表面形成涂层。

除了以上几种常用的制备方法以外，喷涂技术也被广泛应用于钛合金表面涂层的制备。

喷涂技术又可分为火焰喷涂、等离子喷涂、渐进尺寸喷涂等多种方式，适用于不同涂层材料和不同需求的应用场合。

三、钛合金表面涂层的性能研究钛合金表面涂层的性能研究涉及到多个方面，如机械性能、热学性能、化学稳定性、表面能等等。

在机械性能方面，涂层应具有足够的硬度、强度和韧性，以抵御外部因素的影响。

热学性能方面，则需要涂层具有良好的导热性和热稳定性，能够有效地抵御高温和低温的变化。

钛合金表面激光熔覆制备生物陶瓷涂层及其生物活性研究钛合金表面激光熔覆制备生物陶瓷涂层及其生物活性研究钛合金材料因其良好的生物相容性和力学性能，被广泛应用于医疗领域。

然而，其表面的生物活性仍然有待提高。

为了提高钛合金表面的生物活性，研究人员开始采用激光熔覆技术制备生物陶瓷涂层，并对其生物活性进行深入研究。

激光熔覆技术是一种将陶瓷材料熔化并喷洒在金属表面形成涂层的方法。

在钛合金表面激光熔覆制备生物陶瓷涂层的过程中，激光的熔覆温度、喷洒速度和陶瓷材料的种类等因素对涂层的质量和生物活性有着重要影响。

因此，选择合适的工艺参数和材料具有重要意义。

研究表明，激光熔覆制备的生物陶瓷涂层具有良好的结合强度和致密性。

这是因为激光能量的作用下，陶瓷材料与钛合金表面发生反应，形成了良好的界面。

同时，激光熔覆技术还能够提高涂层的生物活性。

一些研究表明，激光熔覆制备的生物陶瓷涂层能够促进骨细胞的生长和骨组织的再生，具有巨大的潜力在骨缺损修复和植入物表面修饰方面的应用。

除了生物活性，激光熔覆制备的生物陶瓷涂层还具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。

这使得其在膝关节和髋关节等关节植入物的表面涂覆应用中具备优势。

研究人员通过多种方法对激光熔覆制备的生物陶瓷涂层进行了生物性能测试，研究结果表明其生物相容性良好，并且对骨细胞具有良好的生长和附着性。

此外，研究人员还对激光熔覆制备的生物陶瓷涂层的生物活性机制进行了探究。

结果表明，涂层表面的微观形貌和化学成分对其生物活性有着重要影响。

具有适当粗糙度和合适元素的涂层能够提供更好的细胞附着和增殖环境。

综上所述，钛合金表面激光熔覆制备的生物陶瓷涂层具有良好的生物活性和生物相容性。

这为其在骨缺损修复和植入物表面修饰等医疗领域的应用提供了良好的前景。

然而，目前钛合金表面激光熔覆制备生物陶瓷涂层的研究还处于初级阶段，没有形成统一的规范和工艺流程。

未来的研究需要进一步探究激光熔覆制备技术的工艺参数和涂层材料的选择，以提高涂层的生物活性和稳定性综上所述，激光熔覆制备的生物陶瓷涂层在骨细胞的生长和骨组织再生方面具有良好的生物活性，且具备耐磨性和耐腐蚀性，在关节植入物表面涂覆方面具有优势。