口腔种植材料表面形态基础探究

口腔种植材料表面形态，与机体组织的结合有密切的关系，不同的表面形态，其种植效应的差异是很大的。当种植体表面形态设计合理时，将可提高种植的成功率，因此，这方面的研究受到了世界各国的重视。目前有以下几种比较有效的方法：

（一）种植材料表面粗化、微孔化

一般认为，两种物质进行结合时，采用物理、化学或机械的方法使表面清洁和粗化，均能提高两者的结合力。口腔种植材料是植入人体的，与人体硬组织和软组织相接触，也与血液和组织液相接触。当种植材料表面进行了粗化处理，获得均匀的粗糙面时，对机体组织的附着是非常有利的。首先是吸附沉积蛋白质，因血液中蛋白质大于血小板的浓度，蛋白质的扩散也大于血小板，所以，在粗化表面上首先是蛋白质（γ-球蛋白和纤维蛋白原）的吸附沉积。这种粗化表面对纤维组织和骨细胞的附着也是非常有利的。

如果在种植材料表面或内部造成微孔，改变表面形态更能促进骨的附着和长入。当微孔小于80微米时，骨组织长入受限，只有微孔大于80微米，才能明显获得骨长入。如果微孔过大，将降低种植体的强度，所以，一般控制在80～500微米为宜。另外，种植体含微孔的比例在20～30%时，不仅表面的微孔相通，而且还与内部的微孔相通，既有利于骨组织长入，又不明显降低种植体的强度。这与人工骨种植材料相类似，为求得骨长入种植体的各方一致，使受力平衡，其微孔大小必须均匀分布使种植体各向同性。要达到表面微孔化目的，采用方法很多，一般有：①在种植材料的合成时，加入可溶性物或发泡剂，形成多孔种植体，②电泳涂层法：按电泳的原理在种植材料表面，进行微孔涂层。③高温烧结法：将生物陶瓷通过高温烧结在种植材料表面，形成微孔层。④真空镀膜法：将电离的涂层物质沉积在种植材料表面，形成微孔层。⑤溅射法：将种植材料置于高压电场中，进行溅射微孔涂层。⑥热等离子喷涂法：在万度高温下，瞬间将生物陶瓷熔接在种植材料表面，按预定的工艺参数，可以控制表面涂层厚度、孔度和孔度比例。本法准确可靠，编者对此作了长期实验研究，证明了热等离子喷涂法，能将生物陶瓷牢固地熔接在金属核表面，形成厚层多孔结构的复合种植体。使结合强度，压缩强度、涂层厚度、微孔直径、微孔比例和分布上达到了预定的标准。经动物植入实验证明，新生骨和纤维组织均能长入到种植体表面和内部形成网状交叉结合状态。通过材料与骨组织结合强度测试结果，比未喷涂的种植材料与骨的结合强度有明显的提高。经临床应用结果表明，种植后的骨结合效应非常好，能发挥正常的咀嚼功能。

另外，在生物陶瓷种植材料的表面和内部，还可结合生物降解材料，如可溶性磷酸三钙、聚乳酸、聚乙烯醇、聚酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚谷氨酸、水凝胶以及血浆、骨胶原、淀粉、糖类等，当这样的种植材料植入体内后，从表面至内部很快被血液、组织液浸润，并逐渐开始被机体所吸收而形成孔隙，同时又能刺激骨组织迅速生长，填补被吸收的位置，并与纤维组织交织在一起形成种植材料内外的网状结合状态，若将材料的降解速度控制在与组织的生长速度同步，将可获得机体软硬组织的结合状态，而达到比较理想的结果。编者在1985年采用聚乳酸、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮与羟基磷灰石颗粒制成生物半降解复合人工骨材料，研究结果证明，这种成孔方法是有效的，也证明了这种种植材料与机体之间存在软组织和骨交叉结合形式，主要问题是同步控制比较困难，有待作深入的研究。日本和美国的学者，在以聚乳酸种植体造孔的研究中，也取得了同样的实验研究结果。目前正在开发新的生物半降解性复合种植材料，在不久的将来，我国可能在这方面步入世界先进行列。

在种植体表面，还可作成各种沟槽、螺旋、小孔洞等来增加表面积也是很重要的。因为表面积愈小，与骨的接触面也愈小，对抗应力作用就愈低。如钉或针型种植体的表面积小，在单位面积受到的应力就愈大，而应力传导容易集中，往往造成局部的骨吸收，其固位力也差。特别在骨形成初期，种植体能否固位将直接影响组织愈合。因此，在设计上应尽可能扩大种植体各部的表面积，以促进组织附着，增强固位。

（二）种植材料表面亲水化(www.xing528.com)

将种植材料表面进行亲水化处理后，使表面具有与血浆类似的特性，可从血液中吸附一层很薄的水层，并以氢键、离子键或共价键形成交联网状结构的亲水性表面，其表面能量低，不会产生蛋白质分子的不可逆性吸附和变性，从而提高了口腔种植材料与机体组织的相容性，并促进骨的生长速度，获得满意的种植效果。

（三）种植材料表面负极化

将种植材料置于强电场环境中，使材料表面极化，获得永久保持带负电荷状态，由于表面带负电荷，当植入体内后与机体组织中带正电荷的钙离子很容易产生结合，而钙离子的沉积和分布是新骨定向生长的一个重要因素，同时在它与氢结合时还会降低种植材料周围的氧张力，改变局部的pH值，这样就能促进碱性磷酸酶的活跃，对新生骨形成起到积极的作用，从而大大提高种植材料的骨结合能力。

（四）种植材料表面生物化

这个概念逐渐被人们所接受，并开始了在这方面的研究，目前的口腔种植材料均为单纯的人工合成材料，即使与人体骨的无机成分和结构相类似的羟基磷灰石陶瓷，仍然没有具备人体生理活性物质所需要的成分和结构，口腔种植材料要适应机体生命的各种机能，就必须具有最根本基质——胶原，即以脯氨酸等中性氨基酸和含有碱性和酸性侧链的氨基酸蛋白质的材料，通过化学接枝的方法，或低温等离子体处理的方法，或辐射法在种植体表面接上这些生物组织中的关键成分和结构，就能与体内骨胶原两端的胺基和羟基相结合，从而使种植材料与机体产生具有生命性的化学性结合，将可成为机体的一部分而长期存在于人体内，发挥生理功能作用。编者从这种研究中已得到初步结果，证实了这种生命过程的现象，将在口腔种植基础方面得到新的概念和认识，而提出新的见解。

由于种植材料表面与机体组织之间的相互作用机理至今尚不十分清楚，又涉及化学、物理、生化、病理、酶组化、微生物等基础医学和临床医学各种学科，就必须加强学科间的交叉，深入表面理论研究，以便设计出适合于人体的种植材料，这样口腔种植才可能取得新的成就。