不同时间条件下微弧氧化处理纯钛种植体与SLA表面的结构成分对比分析

摘要

目的:
　　 本研究采用微弧氧化处理纯钛种植体表面,通过对微弧氧化工艺过程处理时间的控制,运用相关理化检测指标对所得不同分组的种植体进行分析,并与喷砂-酸蚀处理表面对比,观察其表面形态及结构组成的差异,对其表面结构特征进行描述。为下一步的细胞学及动物学实验提供相应数据支持。
　　 方法:
　　 将50颗机械表面的纯钛种植体随机分为A、B、C、D、E五组,每组10颗。将A、B、C在含有乙酸钙、磷酸二氢钠的电解质溶液中进行MAO表面处理。处理时间A组MAO处理10min;B组MAO处理20min;C组MAO处理30min;D组:实验组对照:采用喷砂-酸蚀处理(SLA)纯钛种植体表面。E组:空白对照:机械表面,不做粗糙化处理。将各组分别按照实验预定方案,进行相应表面处理。完成表面处理后,对每组种植体表面分别进行如下检查:X射线能谱分析(EDS)、扫描电镜检查(SEM)、表面粗糙度(Ra)分析。对不同条件下MAO处理纯钛种植体表面进行观察分析,比较各组之间差异,并与喷砂-酸蚀处理(SLA)表面及机械表面种植体对比,分析相互之间差异。
　　 结果:
　　 1.ABC三组种植体,经MAO进行表面处理后,表面形貌发生变化,可见“火山口”样结构,孔隙之间相互连接,种植体表面粗糙度增加,且随着时间增加,种植体表面粗糙度(Ra)呈现增大趋势,种植体表面孔隙率增加。
　　 2.五组种植体表面粗糙度分别为1.2818±0.0410、1.3560±0.0437、1.4930±0.0478、2.0116±0.0323、0.4410±0.0065。A、B、C三组种植体分别比较,粗糙度(Ra)差别有高度统计学意义(P＜0.01),即C组种植体表面粗糙度最大。A、B、C三组种植体分别与D组比较,粗糙度(Ra)差别有高度统计学意义(P＜0.01)。A、B、C三组种植体分别与E组比较,粗糙度(Ra)差别有高度统计学意义(P＜0.01)。
　　 3.A、B、C三组种植体经MAO处理后,表面涂层中均含有Ca、P元素,且处理时间不同,种植体表面所含Ca、P元素含量也不相同。A、B、C三组种植体表面所含Ca原子百分比含量分别为4.55±0.16、4.12±0.16、3.80±0.19,P原子百分比含量分别为2.16±0.16、1.53±1.11、1.89±0.14,三组间分别比较,P＜0.01,有显著统计学意义。Ca/P分别为2.12±0.16、2.7±0.23、2.05±0.23,三组间分别比较,A组与C组,P＞0.05,无统计学差异,B组分别于A、C两组比较,P＜0.01,有显著统计学差异。
　　 结论:
　　 1.应用MAO处理纯钛种植体可以有效的粗化种植体表面,增加种植体表面粗糙度(Ra)、孔隙直径及孔隙率。且不同的处理时间条件下种植体表面粗糙度(Ra)在一定范围内,随着处理时间的增加,种植体表面粗糙度(Ra)也相应增加。
　　 2.应用乙酸钙、磷酸二氢钠作为电解质溶液,在不同处理时间条件下行MAO处理纯钛种植体,可以获得不同含量及Ca/P比的氧化膜层,且MAO处理时间不同,膜层中Ca、P元素含量及比例呈现不同。
　　 3.实验设计的条件下,MAO处理表面粗糙度(Ra)有了一定的增加,但是仍与SLA处理表面有一定差异。但是其细胞相容性及骨结合效果需要进一步的实验来验证。