牙種植體表面釋放金屬離子和顆粒的臨床研究進展

胡戈 何冬欽

欽州市第一人民醫院 廣西 欽州 535000

自20世紀70年代提出“骨結合”的理論后，純鈦及鈦合金因良好的生物相容性與力學性能成為目前使用最為廣泛的種植體材料，工業純鈦TA3及Ti-6A1-4V最具有代表，TA3具有較高的強度，但在抗腐蝕性上較低，Ti-6A1-4V合金相反[1-2]。雖然鈦是一種活潑金屬，暴露在空氣中能形成TiO2為主要成分的氧化膜，以保護其內部金屬被進一步腐蝕，但在種植手術及種植體使用中，種植體均會受到外力影響，且長期處于口腔該環境中，磨損與腐蝕可引起口腔內牙種植體材料降解，而磨損是種植體表面機械或物理形式的降解，產生金屬顆粒，而腐蝕是化學與電化學形式降解，產生可溶性金屬離子[3-4]。隨著種植技術持續推新和完善，多數缺牙患者為獲得更好的口腔功能，維持口腔美觀，積極尋求種植修復治療，在修復后機體和組織長時間接觸中，種植體功能得以發揮，若想要持久保持此功能需采取有效措施，提高種植體綜合性能，例如，抗腐蝕性能﹑耐磨性等[5]。本文現圍繞牙種植體進釋放金屬離子顆粒進行綜述，望對種植體加工技術與種植臨床操作改進提供相應依據。

1 影響牙種植體金屬離子和顆粒釋放的因素

口腔環境中，影響牙種植體釋放技術顆粒和離子因素眾多，其中規范種植技術﹑減小基臺種植體見動度﹑優化基臺-種植體連接方式﹑避免種植體周圍形成高糖等因素對減少牙種植體金屬顆粒和離子釋放具有顯著意義[6]。

1.1 影響牙種植抗腐蝕性因素

腐蝕作為種植體表面化學與電化學形式的降解，產生于可溶性金屬離子，種植體表面改性技術﹑部結構材料﹑氟化物的應用以及生物膜菌斑的定值等均會影響到種植體耐腐蝕性能，從而造成金屬離子釋放[7]。增加種植體表面粗糙度使細胞定植增加，促進骨結合，但也可能會降低種植體抗腐蝕性能，目前具有多種表面改性技術被用于提升種植體骨結合能力，其抗腐蝕性能不易[8]。有學者[9]對比5種種植體表面處理技術對抗腐蝕性能影響，發現經酸蝕﹑陽極氧化處理純鈦種植體抗腐蝕性最強。并由Messer等[10]表示，在炎癥環境與高血糖下，以TiUntie種植體抗腐蝕性能更強。

不同金屬在電解質溶液中相互接觸時會發生原電池反應，較活潑金屬失去電子被氧化，該種腐蝕較電化學腐蝕，不同材質上不結構引起種植體不同程度電化學腐蝕。有學者[11]表示利用純鈦還是Ti-6Al-4V種植體，氧化鋯作為尚不結構比采用其他材質上部結構對種植體產生的電化學腐蝕更小。

在酸性環境與氟化物存在下，鈦更易發生腐蝕。有關研究報道鈦在氫氟酸溶液中具有降解現象。隨后在口腔領域內行大量電化學研究也證實，在含氟酸性介質中，鈦及鈦合金耐受性受到較大影響，且很大程度上取決于所處環境氟離子濃度與PH值，在酸性環境中，氟離子形成氫氟酸，氟離子濃度增加能引起鈦試件表面氧化門口多孔性增，進而降低氧化膜保護作用[12-13]。也有研究表示，周圍環境中氟離子能加速鈦的應力腐蝕，可導致鈦種植體斷裂。其中含氟的酸性唾液中，純鈦與Ti-6A1-4V合金表面因腐蝕變的更為粗糙[14]。目前含氟牙膏﹑漱口液以及預防性凝膠的使用量正快速增長，其氟含量高。將純鈦與Ti-6A1-4V合金置于含氟漱口液中與牙膏中，能觀察到試件表面存在明顯改變與變色。

1.2 影響牙種植體耐磨性因素

磨損實際是種植體表面以一種物理形式或機械形式的降解，在次過程中有大量金屬顆粒生存。對于牙種植體分析，可能因植入中扭矩過大﹑金屬氧化膜被破壞﹑骨密度高等原因，產生較多金屬顆粒殘留在周圍組織[15]。有學者[16]發現種植體植入中易造成表面損傷情況，且處于脫落狀態的金屬顆粒會不斷聚集于螺紋頂端。種植義齒在使用時，基臺-種植體界面會產生微動，使種植體磨損，從而大量釋放金屬顆粒。并有研究中將氧化鋯﹑鈦合金作為研究對象，圍繞其上部結構進行分析，表示受磨損持續影響，氧化鋯基臺-種植體界面可產生比鈦合金更多的金屬顆粒。主要因可能和氧化鋯在機械強度上更高有關，并且還有學者發現，若種植體和基臺間有微間隙，將加重基臺和種植體見摩擦強度，受次影響種植體金屬顆粒在具體釋放量上幅度增加[17]。

2 材料和表面處理技術的優化

2.1 新型材料分析

最能最大程度提升種植體表面抗腐蝕和耐磨性能，多數研究花費大量時間與精力用于探索新型鈦合金材料。有關研究報道，相較純鈦種植體，Ti/5Cu合金除去有更好的抗腐蝕性和抗菌性能外，還存在良好的延展性和強度[18]。有學者[19]將Ti-12Mo合金進行研究，經證實其能形成TiO2-MoO3氧化膜，故在抗腐蝕性方面較純鈦種植體較優。并有研究表示，對Zr-20Nb-3Ti合金使用熱氧化處理技術后，無論是在抗腐蝕上還是耐磨性能上，均較優異。以上合金存在耐磨﹑抗腐蝕性能，并可深入研究其生物相容性和骨結合能力[20]。

2.2 表面處理技術

TiO2氧化膜骨結合性能好，多數研究圍繞增強或修飾氧化膜展開，借此合理化提升種植體表面總體抗腐蝕性。在種植體手術中利用低壓有機化學氣項沉積法，種植體表面從而形成TiO2膜。在將一定比例Ca/P加入到微弧氧化層中能組織種植體釋放金屬顆粒或金屬離子。在Ti種植體表面上有學者利用磁控濺射法沉積TaN層，借此促進種植體表面耐磨性能﹑抗腐蝕性提升，但需注意使用此方式處理在牙種植植入中的穩定性仍需進一步研究。

3 小結

綜上所述，牙種植體在植入和長期使用中，受多種口腔疾病及全身因素影響，存在釋放金屬離子與顆粒現象。該些離子與顆粒對體內多種細胞功能功能存在負面影響，此外，釋放的金屬離子與顆粒均可導致局部出現過敏反應。從事口腔種植工作醫師應進一步規范操作技術，在術前評估患者條件和避免不利影響因素，進而降低種植體金屬離子與顆粒的釋放風險，另外，還需積極探索種植體新型材料與表面處理技術，不斷提高其抗腐蝕性與耐磨性，是口腔種植體材料發展熱點。