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常见种植体表面处理技术

导语

现如今,种植牙治疗已经是非常可靠与普遍的缺失牙治疗方案,无论是单牙缺失,多牙缺失,还是无牙颌患者。

虽然在很多复杂病例情况下,种植牙治疗还有不尽如意的地方,但因为其极高的可预期性和成功率以及传统修复方式无法比拟的优势,种植牙治疗越来越被大众所接受。

影响种植治疗成功的因素很多,但最重要的还是49年前Brånemark教授提出的骨结合(Osseointegration)理念。
 





数据研究表面,植入种植体几个月内约有1%-2%的患者发生种植体失败。

骨结合成功的标志是有序的活骨在负荷的种植体表面形成结构性和功能性的直接连接。

但因为种植体材料选择比较局限,加之钛金属本身具有生物惰性,所以近半个世纪以来几乎所有的种植体厂家都以钛金属合金为基础研发各种各样的表面处理技术,改善种植体表面的微观形态与理化性能,缩短骨结合时间以期提高种植体成功率。

接下来就让我们一起看看目前主流的种植体表面处理技术。
 

01

大颗粒喷砂酸蚀表面处理

说起大颗粒喷砂酸蚀表面处理技术(SLA)就不能不提这项技术的开山鼻祖士卓曼公司。

士卓曼在1997年首次将大颗粒喷砂酸蚀处理技术应用于种植体表面,至今仍是行业内金标准。

虽然现在采用大颗粒喷砂技术的种植系统很多,但在上世纪九十年代只有机械光滑表面种植体和喷涂表面处理种植体的时代,不得不说这是一项伟大的突破。
 

士卓曼公司将直径约为0.25-0.5mm刚玉颗粒在高压下以高速气流冲击种植体表面,然后将种植体放入高温盐酸和硫酸混合液中进行酸蚀,以产生适合成骨细胞以及纤维蛋白原等方便附着的多维结构。

目前市面上,Camlog种植系统和Friadent种植系统也是采用类似的处理方式。

不过Friadent种植系统在酸蚀之后又将种植体表面放入碱性液体中和处理,以期获得更好的生物纯净度。
 





Fig1.电镜下士卓曼公司SLA表面处理技术微观结构以及细胞附着;大孔隙20-40μm,小孔隙2-4μm

02

阳极氧化表面处理

说起阳极氧化处理就不得不提诺保科公司TiUnite表面处理技术。

阳极氧化主要是将种植体作为阳极放入电解液中,通过电化学的方式将种植体表面的氧化层厚度从平均17-200nm提高到平均600-1000nm的厚度,同时形成微观多维结构。
 





Fig2.电镜下诺保科公司TiUnite表面处理技术微观结构

03

激光雕蚀表面处理

目前采用该项技术的只有BioHorizons种植系统的Laser-lok种植体,使用激光方式处理种植体颈部以期获得更加完美的软组织和种植体之间的封闭连接。

基本原理是通过激光雕饰技术处理种植体颈部表面以形成微观生物学封闭通道,起到抑制上皮细胞向下生长的作用,同时促进骨细胞和软组织在种植体表面附着。
 





Fig3.BioHorizons公司Laser-lok种植体表面

04

等离子喷涂表面处理

相比大颗粒喷砂酸蚀表面处理技术,等离子喷涂表面处理技术算是种植体表面处理技术中的加法,一般采用羟基磷灰石或者β-磷酸三钙等类骨化学物质进行等离子喷涂以期获得较好的生物洁净度和润湿度。
 

该法是采用等离子电弧作为热源,将相关材料加热熔融后高速喷射到种植体表面形成涂层。

羟磷灰石成分与骨的无机组成近似,具有良好的生物相容性,低免疫原性,耐腐蚀等特点,且与组织细胞的表层结构通过氢键结合,可促进早期骨的形成。
 

目前的研究趋势是将羟基磷灰石复合其他纳米材料进行涂层以获得更好的化学表面活性。

同时有研究表面,采用纳米材料喷涂技术的种植体表面更有利于成骨细胞的附着,进而提高骨结合。
 





Fig4.电镜下沉积在Biomet3i种植体表面的20-100nm的磷酸钙颗粒

05

亲水表面处理

首先先明确下亲水的概念,亲水如下图a所示物体与水的接触角小于90°,反之如图b所示就是疏水。

因为水表面张力的原因,一般的种植体表面都呈现疏水的状态,这不利于血液中成骨细胞和生长因子的快速附着。
 










士卓曼种植体公司于2005年推出亲水表面处理技术SLActive的种植体,成功将骨结合时间缩短至3-4周左右。

士卓曼亲水表面处理技术(SLActive)是在大颗粒喷砂酸蚀之后,将种植体隔绝空气的条件下进行某种专利处理技术处理获得亲水表面的种植体。

有传言说其专利技术是将种植体在隔绝空气条件下放入氢氧化钠溶液处理获得亲水表面,但目前士卓曼并未公开此项专利技术。
 





Fig5.亲水表面处理技术SLActive与大颗粒喷砂酸蚀表面处理技术SLA骨结合时间以及稳定性低谷对比

亲水对人体而言就是亲血,血液中95%的成分都是水。

亲水种植体成功将种植体稳定性低谷往前推移,缩短愈合时间,极大提高种植体可预期性,带给临床更多选择。

有研究表面,在应用于糖尿病患者的种植体中亲水种植体五年存活率远远大于普通种植体,可达99%以上。

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