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种植体周围炎净化处理对牙种植体钛合金表面粗...（五）

2020.5.18

E）光动力学疗法处理

表2A–E：Ti合金样品表面局部区域组成的EDS分析数据，其中K_α为X射线测量值，σ为%wt浓度数据的标准偏差：A）对照样品；B）碳酸氢盐喷射抛光样品；C）四环素处理样品；D）超声处理样品；E）光动力学疗法处理样品。

粗糙度结果

粗糙度分析侧重于以CM获得的Ti合金样品数据，CM可测定三个重要的3D粗糙度参数值： S_a、S_q及S_dar。这些数据示于下文表3。

值	对照	超声波	光动力学	碳酸氢盐	四环素
S_a（µm）	1.86	0.79	1.86	1.82	1.53
S_q（µm）	2.42	1.13	2.44	2.34	1.99
S_dar（%）	20.51	5.03	23.10	20.46	15.99

表3：以共聚焦显微镜获得的Ti合金样品表面粗糙度数据。分析侧重于3个粗糙度值：S_a（高度算术平均值）；S_q（高度均方根[rms]）；S_dar（展开面积/投影面积）。

首先，光动力学疗法处理、四环素处理和碳酸氢盐喷射抛光样品的Sa和Sq粗糙度值与对照样品的几乎相同。其次，超声处理样品的S_a和S_q粗糙度值比对照样品的小30%～50%。S_dar粗糙度值显示类似的趋势，不过喷射抛光和四环素处理样品的S_dar值明显小于对照样品（参见以下图5）。

图5：表3中Ti合金种植体样品表面粗糙度数据S_a（蓝色）、S_q（红色）和S_dar（绿色）的曲线图，数据从CM 3D形貌图像获取。曲线图显示每种样品表面粗糙度值的变化程度。

对拍摄于对照样品（未改性）两处不同区域的AFM图像进行初步分析，结果表明，如果表面非常粗糙，其不同小区域的粗糙度值可能差异较大，因此AFM并非用于大面积测量的实用技术，而本研究的这类样品需要这种测量。

粗糙度值	对照样品区域1	对照样品区域2
S_a（µm）	0.18	0.14
S_q（µm）	0.170	0.125
S_dar（%）	36.80	40.10

表4：以原子力显微镜获取的Ti合金种植体对照样品区域2表面粗糙度数据。分析侧重于3个粗糙度值：S_a（高度算术平均值）；S_q（高度均方根[rms]）；S_dar（展开面积/投影面积）。

如上文表4所示，两个区域的S_dar值相差约10%，S_q值相差约35%，S_a值相差约30%。另一方面，AFM图像显示z范围差值超过1µm的峰和山，这对于AFM分析而言属于大差异，会导致图像中存在伪影，即可能由于顶端扫描样品时碰触表面而产生的“条纹”。总而言之，AFM图像结果取决于样品形貌和力学性能、反馈回路增益、扫描速率等。

总结和结论

目前临床上使用的Ti合金牙种植体具有各种各样的表面特性（包括结构特征和化学性质）。上述表面改性保留种植体的关键物理性质，只涉及其最外层表面，最终目标为实现所需的生物反应。以上介绍了不同物理化学、物理和化学表面改性方法的优劣。这些方法将帮助我们更好地了解种植体材料表面改性如何影响骨-种植体界面，以及如何在成功治疗种植体周围炎（种植体周围牙质组织感染）后的愈合过程中影响种植体骨整合优化方法的制定。目前尚未完全清楚表面粗糙度和化学性质对骨整合的影响程度。具有最佳临床效果的理想粗糙度仍是个未知数[20–23]。

对于用四环素和光动力学疗法改性的样品，其形态受到钛合金析出的金属间颗粒化学侵蚀的影响。对于用喷射抛光和超声处理改性的样品，机理主要与力学相关。喷射抛光和光动力学疗法处理样品的表面粗糙度与对照样品相似（基于S_a、S_q和S_dar值）。超声和四环素处理样品的表面粗糙度低于对照样品。事实上，超声处理可使表面明显变得平坦。

碳酸氢盐喷射抛光样品的污染程度最大（盐残留），其次为四环素和光动力学疗法处理样品，超声处理样品污染最少。由于接触到盐（碳酸氢盐）或化合物（四环素或甲苯胺蓝），喷射抛光、四环素及光动力学疗法处理的Ti合金样品污染程度最大，这是显而易见的。超声处理的样品与对照样品一样洁净，或比对照样品洁净，不过也存在少量的铁（Fe），这些铁可能来自超声处理所用的钢探头。

可以通过合理使用这些牙科处理方法，最大可能提高种植体周围炎愈合过程Ti合金种植体与骨结合的概率。也许可以先使用光动力学疗法或碳酸氢盐喷射抛光（频率较低，比如20kHz，功率亦较低）维持种植体的表面粗糙度，然后施以短暂轻微的超声处理，或可有效净化表面。

参考文献