【摘 要】
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目的钛及钛合金由于其良好的生物相容性、机械性能和抗腐蚀性等优点,已成为临床上广泛应用的口腔种植体材料之一。然而钛金属属于生物惰性材料,本身不具有生物活性和抗菌性能,且口腔与外界环境长期接触,细菌容易聚集黏附于钛表面,引起种植体感染导致种植义齿修复失败。本课题旨在探究简单、有效的种植体抗菌表面构建方法,即通过将钛材浸泡于不同pH值的多巴胺和硝酸银共混液,一步构建载银表面,并研究高温处理对实现高效、稳
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目的钛及钛合金由于其良好的生物相容性、机械性能和抗腐蚀性等优点,已成为临床上广泛应用的口腔种植体材料之一。然而钛金属属于生物惰性材料,本身不具有生物活性和抗菌性能,且口腔与外界环境长期接触,细菌容易聚集黏附于钛表面,引起种植体感染导致种植义齿修复失败。本课题旨在探究简单、有效的种植体抗菌表面构建方法,即通过将钛材浸泡于不同pH值的多巴胺和硝酸银共混液,一步构建载银表面,并研究高温处理对实现高效、稳定的抗菌能力的可行性,为防止细菌导致的种植体感染和种植体周围炎等并发症进而提高其成骨活性提供指导,以提高种植手术的成功率。方法通过碱热处理在钛表面形成微/纳米多孔结构,调控共混液的pH值和反应温度获得具有不同纳米结构的钛表面。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、水接触角(WCA)、动态光散射(DLS)、X射线光电子能谱分析(XPS)等方法评价具有不同纳米结构的载银表面;通过细菌涂板技术、抑菌环实验、活/死细菌染色等手段评价载银表面对抗种植初期最主要细菌(金黄色葡萄球菌)的能力;通过MTT及荧光染色进行体外细胞相容性评价;设计细菌-细胞竞争粘附实验模拟种植体植入过程,评价在有菌环境中材料初期抗菌性对细胞正常黏附的重要性;通过将经金黄色葡萄球菌预处理后的样品植入到SD大鼠皮下,1个月后取材进行苏木精-伊红(HE)染色,评价材料的抗菌性能对周围组织炎症反应的影响;通过3D-Micro CT分析材料的骨整合能力。结果扫描电镜和透射电镜结果显示,相比于碱性条件下所形成的颗粒尺寸更小更均匀且连成片,酸性条件下形成的表面颗粒尺寸较大且单独存在,同时经过高温处理后的表面颗粒交联程度明显增加。抗菌实验发现,与既往研究结果不同,碱性条件下形成载银表面并不具有一定的抗菌能力,反而经酸性条件且高温处理后得到的载银表面具有出色的抗菌能力,在模拟体液中浸泡3天后仍具有杀菌能力,同时具有良好的细胞相容性。细菌-细胞竞争粘附实验显示具有良好抗菌性能的载银表面为细胞的黏附生长提供了有力条件。HE染色结果显示酸性条件的载银表面可一定程度上抑制周围组织炎症反应。3D-Micro CT结果显示在酸性条件下形成的载银表面具有更优的骨整合能力。结论本研究通过调节共混液的pH值和反应温度,一步法构建载银表面并探究热处理对稳定性和生物相容性的影响。未来期望在临床中可为患者提供个性化表面改性的种植体,进一步提高种植手术的成功率。
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