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主题:[分享]口腔种植体按种植材料分类

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[分享]口腔种植体按种植材料分类  发帖心情 Post By:2007/12/19 17:30:00

由于牙种植体处于口腔的特殊环境,种植体材料必须具备以下条件:①口腔组织对材料有较好的耐受性,材料对组织没有或极弱的化学刺激,不产生支持骨的吸收。②对体液有抗腐蚀性。能长期保持所需的机械性能。③必须具有良好的生物相容性。④材料对骨组织应有较好的生物力学适应性。
  牙种植体按其材料不同,大体上可分为五种类型,即金属与合金材料类、陶瓷材料类、碳素材料类、高分子材料类、复合材料类。目前牙种植体常用的材料主要是纯钛及钛合金。

【金属与合金】

      金属类材料是开发应用最早的种植材料之一。由于它具有理想的机械强度和生物相容性,加之加工工艺的不断提高完善,不少金属或合金材料至今仍为诸多种植学专家们所推崇和青睐。作为种植材料,对金属有如下要求:①优良的耐腐蚀性。②无毒、副作用,组织相容性好。③适宜的机械性能,耐磨、坚固。④合理的价格。
    ⑴金 金可以认为是最早的生物材料之一。早在1565年,Petronius便采用金作为骨代用品,无论在动物实验条件下,还是细胞学筛选实验乃至最终用于人体,金都显示其无比优良的生物相容性。这与金的化学惰性以及无毒性分不开。此外,金的延伸性极好,至今,许多高级的种植体系统如Branemark种植体中部分配件仍采用金或铂的合金制造。
  ⑵316L不锈钢(铁-铬-镍合金) 不锈钢应用于骨代用品的历史可以追溯到1912年。不锈钢是铁基耐蚀合金。金相组织为奥代体(Austenitic)。目前应用最多的316L不锈钢含铬18%~19%,镍14%~15%,钼3%,锰0~2%,硅0~0.75%,铜0~0.1%,碳0.03%~0.07%,其余为铁。平均电化学价约为2.7。316L不锈钢的硬度低(维氏硬度165),表面易于压痕,极限抗拉(张)强度、屈服强度和疲劳强度均低,易于变形或折断。但它也有再钝化性能优良,腐蚀率低,生物适应性较好和经济便宜等优点。所以目前尚有一些种植系统如vitreous carbon种植体和穿下颌骨种植体的一部分仍采用不锈钢作核心,外面用纯碳或羟基磷灰石涂层。
  ⑶铸造钴铬钼合金 该合金起用于1936年,是钴基耐蚀合金,商标名为vitallium,又可简称为铸钴合金(以区别于锻钴合金)。含铬28%,钼6%,镍2%~2.5%,铁0~1%,硅0~1%,锰0~1%,碳0~0.25%,其余是钴。平均电化学价为2.4。钴基合金的硬度、极限抗拉(张)强度、屈服强度和疲劳强度均高。铸钴合金的耐腐蚀疲性劳强度亦高。钴基合金的再钝化速度高,腐蚀率低。但钴基合金的毒性在体外实验中较不锈钢大,对钴过敏者可导致种植失败。目前国际上仅有少数种植体如骨膜下种植体采用铸钴合金。国内采用铸钴合金取代黄金作种植体桥架,既可降低成本,亦可取得良好效果。
  ⑷钛及合金 钛材用于医疗领域仅有40余年的历史(1951 Leventhal),1957年, Downs博士首先在矫形外科领域中应用了钛。不久,钛也成为口腔种植材料之一。至今,钛种植体应用之多之广实为其他任何金属所不能比拟的。这与钛诸多的优良特性分不开。钛的纯度可达99%~100%,电化学价为4.0。钛合金中除钛以外其杂质的含量为:铝6%,钒3%~4%,碳0~0.08%,铁0~0.25%。平均电化学价约为3.9。钛质轻,弹性模量低,对震动的减幅力大,硬度、极限抗拉(张)强度、屈服强度和疲劳强度均高,其抗腐蚀性疲劳极限亦高。更主要的是钛的钝化性能极好。钝化指金属在体液中迅速氧化,在表面形成一层薄的、致密的、难溶的有晶体结构的氧化物,这层钝化膜称为氧化膜。由于氧化膜的的保护,金属继续氧化的速度减慢。也就是说,氧化膜的形成,就是金属耐腐蚀性的来源。钛形成氧化膜的速度相当快,在富氧的情况下,被破坏的氧化层会立即得到修补。这种功能是钛在电化学次序表中的位置所决定的。钛的高抗破坏能力表现在其钝化区不可能产生腐蚀。据Branemark的理论,正是由于钛表面坚固的氧化层使钛也具备了非金属的特性。因为钛-组织界面的结合是钛表面氧化层与细胞和体液间所形成的化学性结合,因而,钛具有良好的生物相容性。钴、镍、铬常常引起过敏反应,而且这些元素会在人的肝、肾和脑等器官中积累起来。

【陶 瓷】

      陶瓷作为口腔种植材料已有20年的历史。由于陶瓷强度较高,耐腐蚀、无毒、能很好地被口腔组织接受等特点,近几年发展很快。但陶瓷的脆性又是它的致命弱点,同样也限制了它在口腔种植领域的广泛使用。目前,生物陶瓷大体分以下三类。
  ⑴生物惰性陶瓷 所谓生物惰性材料是指这些材料植入活体组织后没有或几乎没有组织反应,它们在体内处于稳定状态。惰性陶瓷材料包括单晶和多晶氧化铝、高密度羟基磷灰石、氧化锆、氮化硅等。
        ⑵生物活性陶瓷 生物活性陶瓷指那些在生理环境中具有化学活性的陶瓷, 它具有在组织和种植体之间刺激化学性结合的能力。这类陶瓷种植体植入后引导界面上骨组织形成的作用,因而能很快形成与骨组织的化学性结合。生物活性陶瓷包括低密度羟基磷灰石(锆-羟基磷灰石、氟-羟基磷灰石、钙-羟基磷灰石等)陶瓷、磷酸钙玻璃陶瓷、生物玻璃等。
        ⑶生物降解性陶瓷 生物降解陶瓷指能完全被组织吸收的陶瓷材料,包括可溶性磷酸三钙、可溶性铝酸钙等。它具有更好的生物相容性。在植入体内初期,逐渐有机体组织长入。由于孔隙小,有较好的机械强度。但随着陶瓷在机体新陈代谢过程中被吸收,其强度便明显下降,最终被机体硬软组织所取代。临床常用在组织缺损时起过渡性支架或填充体的作用。
三种陶瓷材料在口腔种植方面的应用状况:由于口腔种植体需要的强度较大,氧化铝陶瓷具有一定的优势。因此,致密氧化铝陶瓷种植体已用于临床。氧化铝分单晶和多晶两类,前者的机械强度更大,但加工极为困难,同时极易污染,术前要注意严格的清洗,采用干热消毒。钙磷陶瓷具有很好的生物活性,但强度低,脆性大,易发生断裂。目前多以涂层形式出现。
        陶瓷类种植材料多具有很好的生物相容性和很稳定的化学性能。在物理性能方面,它们与骨组织的弹性模量较接近而可避免界面形成过大应力。其颜色也有利于修复体恢复自然牙齿色泽。陶瓷类种植材料的主要缺点在其机械强度还不足,生物降解问题尚需长期研究。   

【碳 素】

        碳是一种化学惰性物质,在生理环境下具有较高的稳定性,无生物降解作用。具备良好的生物相容性和物理化学性能,其弹性模量与颌骨较接近,因而能形成良好的界面。碳素材料包括玻璃碳、低温各向同性碳等。玻璃碳种植体是研制较早,应用较早的一种碳素材料。它是纯碳的一种玻璃状态物质。对碳种植体的消毒可采用蒸气高压或干热消毒。碳素类的主要缺点是颜色不美观,较脆弱,没有金属的机械变形作用,因此较易折断,现已基本不用。  

【高分子】

    高分子材料即以上两种或两种以上材料的复合,如金属表面喷涂陶瓷等。高分子材料包括丙烯酸酯类、聚四氟乙烯类、聚枫等。高分子材料的种植体弹性模量低,具有较好的骨适应性。但由于高分子化合物易老化,在体液环境中易发生不同程度的降解,造成种植最终失败。
综上所述,在诸多的种植材料中,并没有一种是完美无缺的,往往不能同时满足生物相容性和机械性能的要求。因此,复合材料的种植体应运而生。
 
【复合材料】

    种植体复合材料包括两种主要形式。一种为混合法,如甲基丙烯酸甲酯-无机骨-发泡剂混合物。这种材料的弹性模量比金属、陶瓷等材料低,应力分布较好,缺点是疲劳强度低。复合材料目前研究应用最多的是涂层法。该方法通常以机械性能较好的金属或致密氧化铝为核心,表面多以生物相容性优良的生物玻璃或生物陶瓷涂层。但以相同材料复合的也不少,如钛芯表面钛浆涂层;致密氧化铝为核,多孔氧化铝涂层等。目的是为增加其种植体表面孔隙,从而扩大表面积,以利于骨组织生长和加强固位力。涂层技术可分为三大类,即烧结涂层、沉积涂层和喷涂法。其中又以烧结涂层和等离子喷涂两种方法应用最多。
    复合材料尤其是不同材料的复合,存在着两个问题尚未解决,一是两种材料结合界面的可靠性,其二是涂层材料本身强度不足,所以尚需深入研究。



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  发帖心情 Post By:2008/5/29 3:39:00

親愛的作者,

此篇文章我節錄了一些,作為學術上的引用,

非常感謝您。


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