论文部分内容阅读
自从Br?nemark 1960s首次提出口腔植入体使用高纯度的钛金属替代以往的黄金等贵金属成为新的植入材料之后,钛和钛合金种植体在临床治疗因龋齿、牙周炎和牙创伤等造成的牙齿缺失方面得到了广泛应用。但是由于存在牙龈萎缩导致的美学问题和释放有毒离子引起的过敏性等问题,钛种植体的广泛应用受到了一定的限制。氧化锆陶瓷(Y-TZP)由于其具有良好的生物相容性和稳定性,优异的力学性能和独特的美学效果等有别于钛金属种植体的性能,因此Y-TZP陶瓷是一种具有良好临床应用前景的牙科修复材料。然而,虽然Y-TZP陶瓷具有良好的力学性能和独特的美学效果,但是缺乏生物活性,作为惰性材料植入体内后,周围长出的纤维组织会阻碍植入体与周围骨组织的整合,导致结合不够牢固和稳定较差甚至种植失败,影响了其作为牙种植材料的应用。因此,开发具有生物活性的氧化锆牙科修复材料有着重要的意义。本文以生物活性玻璃(BG)作为改性剂,通过在氧化锆陶瓷坯体表层渗透BG前驱体溶胶和用BG前驱体溶胶包覆氧化锆粉体颗粒两种不同方式往氧化锆陶瓷晶界上引入BG相,制备了生物活性氧化锆陶瓷。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、电子探针(EPMA)等测试方法对经过改性的Y-TZP陶瓷的显微结构、表面形貌和断口形貌进行了表征,测定了改性Y-TZP的体积密度、相对密度、弯曲强度和断裂韧性等材料性能,通过模拟体液体外矿化研究了改性Y-TZP的生物活性,评价了材料的细胞黏附、增殖和分化等细胞学性能,探讨了溶胶渗透时间、渗透压力和包覆量对材料结构和性能的影响。经过表面渗入BG溶胶或者粉体颗粒周围包覆BG,高温烧结后,能在Y-TZP陶瓷的表层或者整体晶界上形成一层很薄的BG相。体外矿化实验表明,通过晶界活化,能够有效提高样品表面沉积钙磷层的能力,并且矿化能力随着BG渗入量或包覆量的增大而提高。XRD和Raman证实形成的沉积层为羟基磷灰石(HA)。由此可见,通过BG渗入和包覆活化晶界能够改善Y-TZP陶瓷的生物活性。细胞实验表明,经过BG渗透和包覆的Y-TZP材料具有良好的生物相容性,并且渗入和包覆BG能促进mBMSCs的铺展、黏附和分化。力学性能测试表明,相对密度、抗弯强度和断裂韧性随着BG的渗入和包覆而有所降低,但在适当的条件下(常压、-0.05 kPa渗透5 min;在-0.1 kPa下渗透1 min;包覆量为1%)改性后的Y-TZP仍具有良好的力学性能,能够满足临床上对牙科陶瓷力学性能的要求。