牙种植体表面释放金属离子和颗粒的临床研究进展

胡戈 何冬钦

钦州市第一人民医院 广西 钦州 535000

自20世纪70年代提出“骨结合”的理论后，纯钛及钛合金因良好的生物相容性与力学性能成为目前使用最为广泛的种植体材料，工业纯钛TA3及Ti-6A1-4V最具有代表，TA3具有较高的强度，但在抗腐蚀性上较低，Ti-6A1-4V合金相反[1-2]。虽然钛是一种活泼金属，暴露在空气中能形成TiO2为主要成分的氧化膜，以保护其内部金属被进一步腐蚀，但在种植手术及种植体使用中，种植体均会受到外力影响，且长期处于口腔该环境中，磨损与腐蚀可引起口腔内牙种植体材料降解，而磨损是种植体表面机械或物理形式的降解，产生金属颗粒，而腐蚀是化学与电化学形式降解，产生可溶性金属离子[3-4]。随着种植技术持续推新和完善，多数缺牙患者为获得更好的口腔功能，维持口腔美观，积极寻求种植修复治疗，在修复后机体和组织长时间接触中，种植体功能得以发挥，若想要持久保持此功能需采取有效措施，提高种植体综合性能，例如，抗腐蚀性能﹑耐磨性等[5]。本文现围绕牙种植体进释放金属离子颗粒进行综述，望对种植体加工技术与种植临床操作改进提供相应依据。

1 影响牙种植体金属离子和颗粒释放的因素

口腔环境中，影响牙种植体释放技术颗粒和离子因素众多，其中规范种植技术﹑减小基台种植体见动度﹑优化基台-种植体连接方式﹑避免种植体周围形成高糖等因素对减少牙种植体金属颗粒和离子释放具有显著意义[6]。

1.1 影响牙种植抗腐蚀性因素

腐蚀作为种植体表面化学与电化学形式的降解，产生于可溶性金属离子，种植体表面改性技术﹑部结构材料﹑氟化物的应用以及生物膜菌斑的定值等均会影响到种植体耐腐蚀性能，从而造成金属离子释放[7]。增加种植体表面粗糙度使细胞定植增加，促进骨结合，但也可能会降低种植体抗腐蚀性能，目前具有多种表面改性技术被用于提升种植体骨结合能力，其抗腐蚀性能不易[8]。有学者[9]对比5种种植体表面处理技术对抗腐蚀性能影响，发现经酸蚀﹑阳极氧化处理纯钛种植体抗腐蚀性最强。并由Messer等[10]表示，在炎症环境与高血糖下，以TiUntie种植体抗腐蚀性能更强。

不同金属在电解质溶液中相互接触时会发生原电池反应，较活泼金属失去电子被氧化，该种腐蚀较电化学腐蚀，不同材质上不结构引起种植体不同程度电化学腐蚀。有学者[11]表示利用纯钛还是Ti-6Al-4V种植体，氧化锆作为尚不结构比采用其他材质上部结构对种植体产生的电化学腐蚀更小。

在酸性环境与氟化物存在下，钛更易发生腐蚀。有关研究报道钛在氢氟酸溶液中具有降解现象。随后在口腔领域内行大量电化学研究也证实，在含氟酸性介质中，钛及钛合金耐受性受到较大影响，且很大程度上取决于所处环境氟离子浓度与PH值，在酸性环境中，氟离子形成氢氟酸，氟离子浓度增加能引起钛试件表面氧化门口多孔性增，进而降低氧化膜保护作用[12-13]。也有研究表示，周围环境中氟离子能加速钛的应力腐蚀，可导致钛种植体断裂。其中含氟的酸性唾液中，纯钛与Ti-6A1-4V合金表面因腐蚀变的更为粗糙[14]。目前含氟牙膏﹑漱口液以及预防性凝胶的使用量正快速增长，其氟含量高。将纯钛与Ti-6A1-4V合金置于含氟漱口液中与牙膏中，能观察到试件表面存在明显改变与变色。

1.2 影响牙种植体耐磨性因素

磨损实际是种植体表面以一种物理形式或机械形式的降解，在次过程中有大量金属颗粒生存。对于牙种植体分析，可能因植入中扭矩过大﹑金属氧化膜被破坏﹑骨密度高等原因，产生较多金属颗粒残留在周围组织[15]。有学者[16]发现种植体植入中易造成表面损伤情况，且处于脱落状态的金属颗粒会不断聚集于螺纹顶端。种植义齿在使用时，基台-种植体界面会产生微动，使种植体磨损，从而大量释放金属颗粒。并有研究中将氧化锆﹑钛合金作为研究对象，围绕其上部结构进行分析，表示受磨损持续影响，氧化锆基台-种植体界面可产生比钛合金更多的金属颗粒。主要因可能和氧化锆在机械强度上更高有关，并且还有学者发现，若种植体和基台间有微间隙，将加重基台和种植体见摩擦强度，受次影响种植体金属颗粒在具体释放量上幅度增加[17]。

2 材料和表面处理技术的优化

2.1 新型材料分析

最能最大程度提升种植体表面抗腐蚀和耐磨性能，多数研究花费大量时间与精力用于探索新型钛合金材料。有关研究报道，相较纯钛种植体，Ti/5Cu合金除去有更好的抗腐蚀性和抗菌性能外，还存在良好的延展性和强度[18]。有学者[19]将Ti-12Mo合金进行研究，经证实其能形成TiO2-MoO3氧化膜，故在抗腐蚀性方面较纯钛种植体较优。并有研究表示，对Zr-20Nb-3Ti合金使用热氧化处理技术后，无论是在抗腐蚀上还是耐磨性能上，均较优异。以上合金存在耐磨﹑抗腐蚀性能，并可深入研究其生物相容性和骨结合能力[20]。

2.2 表面处理技术

TiO2氧化膜骨结合性能好，多数研究围绕增强或修饰氧化膜展开，借此合理化提升种植体表面总体抗腐蚀性。在种植体手术中利用低压有机化学气项沉积法，种植体表面从而形成TiO2膜。在将一定比例Ca/P加入到微弧氧化层中能组织种植体释放金属颗粒或金属离子。在Ti种植体表面上有学者利用磁控溅射法沉积TaN层，借此促进种植体表面耐磨性能﹑抗腐蚀性提升，但需注意使用此方式处理在牙种植植入中的稳定性仍需进一步研究。

3 小结

综上所述，牙种植体在植入和长期使用中，受多种口腔疾病及全身因素影响，存在释放金属离子与颗粒现象。该些离子与颗粒对体内多种细胞功能功能存在负面影响，此外，释放的金属离子与颗粒均可导致局部出现过敏反应。从事口腔种植工作医师应进一步规范操作技术，在术前评估患者条件和避免不利影响因素，进而降低种植体金属离子与颗粒的释放风险，另外，还需积极探索种植体新型材料与表面处理技术，不断提高其抗腐蚀性与耐磨性，是口腔种植体材料发展热点。