钛涂层厚度和喷涂频次对植入物假体疲劳性能的影响研究

目的:研究钛涂层厚度和喷涂频次对植入物假体疲劳强度的影响,为假体涂层厚度确定和喷涂工艺管控提供一定的理论依据。方法:根据ASTM F1160-14要求,对300和600μm厚钛涂层的Ti-6Al-4V合金基体试样施加垂直向下的载荷,直到载荷下降时停止测试,记录各试样在测试过程中的最大极限载荷,并推算弯曲应力。之后对2种试样以正弦波形施加107次垂直向下的循环载荷,得到抗弯曲疲劳的最大弯曲应力值,以确定不同钛涂层厚度对基体疲劳性能的影响。根据ISO 7206-4:2010要求,在1次喷涂涂层和2次喷涂涂层的Ti-6Al-4V合金基体股骨柄柄部施加120~1200 N的循环载荷,记录股骨柄断裂情况与发生断裂时对应的疲劳循环测试次数,以确定钛涂层喷涂频次对股骨柄耐疲劳性能的影响。结果:300和600μm 2种厚度的钛涂层试样的极限弯曲应力差异无统计学意义(P>0.05),而且经过107次循环加载,600μm试样的最大弯曲应力比300μm试样仅降低1.5%;在120~1200 N循环载荷下,1次喷涂钛涂层的3件股骨柄通过500万次循环加载后股骨柄均未断裂,而2次喷涂钛涂层的3件股骨柄分别在循环至18万次、30万次和230万次发生断裂。结论:300和600μm钛涂层对Ti-6Al-4V合金基体的疲劳性能的影响无显著差异;与1次喷涂钛涂层的股骨柄相比,2次喷涂钛涂层的股骨柄耐疲劳性能明显降低。

口腔种植修复中钛基底氧化锆基台的制作和力学性能

背景:随着计算机辅助设计和计算机辅助制造技术的发展,钛基底氧化锆基台因具备良好的应用优势被广泛运用于临床,但仍存在一些问题,尚缺乏共识性的设计标准。目的:综述钛基底氧化锆基台的制作方法及基台连接、穿龈设计、基台角度和粘接对钛基底氧化锆基台各类力学性能的影响。方法:检索Pub Med数据库和中国知网2010-2023年发表的相关文献,检索词为“zirconia abutment,titanium base;氧化锆基台,钛基底”,部分经典文献延长检索时间限制,通过纳入和排除标准获取相关文献,对57篇符合标准的文献进行综述。结果与结论:建议临床医生尽量选择具有抗旋结构的基台连接或是具有莫氏锥度的非抗旋连接,当运用钛基底氧化锆基台时,种植体应放置在正确的轴向角度(植体轴向向唇侧倾斜角度不超过15°或略向腭侧倾斜);当植体轴向向唇侧倾斜角度≥30°时,应当适当降低咬合力,以降低种植体、基台及修复体机械并发症和生物并发症的风险;应尽可能选择穿龈高度较高的钛基底,并且其穿龈角度不应超过40°。Multilink Hybrid Abutment可以作为氧化锆基台与钛基底口外粘结的首选粘接剂。

不同直径钛锆合金种植体用于牙周炎患者后牙种植修复2年随访观察

目的观察评估钛锆合金3.3 mm/4.1 mm直径种植体分别用于牙周炎患者水平骨量轻、中度不足的前磨牙/磨牙区并采用单冠固定修复2年后的临床效果和种植体周边缘骨水平变化情况,以期为临床提供参考。方法选自2018年5月至2021年7月在北京大学口腔医院牙周科行后牙种植治疗并伴种植区水平骨量不足的牙周炎患者30名。在前磨牙/磨牙分别植入直径3.3 mm/4.1 mm的Roxolid?钛锆合金种植体共47颗。术后4个月采用螺丝固位氧化锆全瓷冠修复并负重。种植术后3个月、修复后即刻、3个月、6个月、1年及2年进行临床检查和维护治疗,种植术后即刻、修复后即刻、1年及2年进行影像学检查。通过问卷记录患者术后反应。使用广义线性混合模型比较不同随访时间点各临床指标及边缘骨水平的变化。结果共25名患者、40颗种植体完成2年复查。所有病例术后肿痛反应轻微。与修复体戴入即刻的基线比较,负重1年及2年后边缘骨水平变化量极少,分别为-0.02±0.14 mm、0.01±0.17mm;种植体周黏膜炎发生率分别为23.8%、18.4%;无种植体周炎。机械学并发症发生率2.5%。种植体成功率100%。结论对于后牙区水平骨量轻、中度不足的牙周炎患者,钛锆合金3.3 mm/4.1 mm直径种植体分别用于前磨牙/磨牙是简便可行的治疗选择。2年随访期内边缘骨水平保持稳定,机械学并发症发生率较低,软组织相关指标基本稳定。

镍钛形状记忆合金骨植入物镍离子释放的体外测试方法

目的镍钛形状记忆合金骨植入物临床使用过程中存在镍离子析出的风险,植入物镍离子释放在体内很难直接测试,为此本文建立一种镍钛形状记忆合金骨植入物镍离子释放的体外测试方法。方法选用磷酸盐缓冲盐溶液(phosphate buffer salt solution,PBS)作为测试液,用于植入物镍离子的浸提,将植入物置于带盖容器中,容器中装有PBS,将容器静置在温度稳定控制的恒温培养箱内(37±1)℃下,静置相应设置的时间点,每个时间点设1组空白试验和3个相同平行试样进行镍释放量测定,分别用石墨炉原子吸收光谱仪(atomic absorption spectrometer,AAS)和电感耦合等离子体质谱仪(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)设备测试溶液中镍离子浓度。结果随时间推移从器械中释放出来的镍离子浓度整体呈下降趋势,镍离子释放时点为4周时,释放周期结束,AAS测得镍离子释放量平均值为0.37×10^(-3)μg/(cm^(2)·d),累计释放量平均值为10.22×10^(-3)μg/cm^(2)。ICP-MS测得镍离子释放量平均值为0.29×10^(-3)μg/(cm^(2)·d),累计释放量平均值为7.9×10^(-3)μg/cm^(2)。AAS和ICP-MS两种测试方法测试结果差异性不大,结果数据的走势相同说明试验可重复性高。结论此方法可为镍钛形状记忆合金骨植入物的风险评估提供依据,确保植入物在临床使用过程中镍离子的析出不会对人体造成伤害,保证其临床使用的安全性。

靶温对Ti注入H13钢表面强化机制的研究

给出了不同靶温下的Ti注入H13钢的抗磨损特性,并研究了不同靶温对强化机理的影响。注入时靶温为液氮冷却、150和400℃,注入能量和注量分别为180keV和3×10^(17)cm^(-2)。不同靶温下注入后,样品表面硬度不同。但均比未注入样品硬度有明显提高。抗磨损能力也有提高,从液氮靶温注入的1.75倍,150℃靶温的7.7倍到400℃靶温的11.2倍。硬度和抗磨损能力的提高程度取决于不同靶温下注入H13钢表面强化机理的差异。低温注入以位错强化和超过饱和强化为主,150和400℃注入TiC,Fe_2Ti等析出相明显增多,它们以析出相的弥散质点强化为主。

钛种植体载银抗菌羟基磷灰石涂层的制备及结构特征

目的:探讨真空等离子喷涂法制备钛种植体载银抗菌羟基磷灰石涂层材料的方法,并对其表面形貌、化学成分及晶相进行分析。方法:采用真空等离子喷涂技术,在钛基材表面制备含磷酸锆载银抗菌剂的抗菌羟基磷灰石涂层材料。按抗菌剂重量百分比将样本分为A组(0%)、B组(2%)、C组(5%)和D组(10%)。扫描电子显微镜下观察并比较各组涂层的形貌,用电子探针分析其表面化学成分,并以X射线衍射仪测定各组涂层的晶相组成。结果:4组涂层材料镜下表面形貌相似,均为球状颗粒中夹杂“饼状”结构及气孔;A、B、C组晶相主要呈现羟基磷灰石主要成分Ca10(OH)2(PO4)6的特征峰,且随抗菌剂含量上升,峰值降低。D组除主要呈现Ca10(OH)2(PO4)6的特征峰外,还出现CaZr(PO4)2、Na6CaP2O9等新相。电子探针检测法在A、B组涂层中未检测到Ag,C组和D组中测得Ag含量相似。结论:利用真空等离子喷涂技术,可制备含抗菌成分Ag的钛表面羟基磷灰石涂层材料,抗菌剂添加比例为5%较为适宜。

钛合金医用植入物材料的研究及应用

简述了钛合金医用植入物材料的分类 ,在模拟体液中的耐蚀性、力学特性及腐蚀疲劳特性等。重点讨论了近年来医用钛合金在研究方面取得的进展及在整形外科、牙科。

C和Ti双注入H13钢抗腐蚀钝化层的形成

用多次扫描电位法研究了金属 Ti与 C双注入抗腐蚀和抗点蚀钝化层生成的条件 ,用扫描电子显微镜观察了腐蚀坑 ,发现注入层表面已经形成了具有一定厚度钝化层 .这种钝化层既能抗酸性腐蚀 ,又具有优良的抗碱性点蚀特性 .测量结果表明 ,在 C注量不变时 ,增加 Ti注量可使抗腐蚀特性增强 ;而在 Ti注量不变时 ,增加 C注量可使抗点蚀特性增强 .

钛合金植入物与人体组织表面/界面相互作用研究进展

随着现代医疗技术的不断发展,以及材料科学与生物医学、化学、物理学科的交叉发展,材料表面结构设计及其与生物体组织之间的表面/界面相互作用与微观机制成为医用金属材料发展的基本科学问题之一。阐述了钛合金植入物与人体组织表面/界面相互作用,植入物表面/界面国内外研究概况和发展趋势以及植入物表面/界面力学作用研究进展。

种植体材料钛与种植体上部结构合金间电偶腐蚀性能的研究

目的评价TA2型商业纯钛分别与金合金、钴铬合金、钛合金及镍铬合金在体外的电偶腐蚀行为。方法在人工唾液中体外模拟TA2型商业纯钛分别与金合金、钴铬合金、钛合金及镍铬合金接触时的回路,测量其15 h的混合电位和电偶电流值并描绘电流时间曲线。结果四组合金接触8 h后电流达到稳定,稳定后电偶电流值排列顺序为Ti/Au<Ti/CoCr<Ti/Ti合金<Ti/NiCr。结论Ti/Au组电偶腐蚀最小,金合金是最适合的种植义齿上部结构的材料;Ti/NiCr组电偶腐蚀最大,NiCr合金是最不利的种植义齿上部结构的材料。

C+Ti双离子注入H13钢抗腐蚀结构的分析

利用阳极极化扫描方法测量了C +Ti双离子高剂量注入H13钢样品在NaAc/HAc缓冲液(pH =5.6 )中的耐腐蚀性能。结果表明 ,双离子注入明显地降低样品的峰值电流密度 ,改善样品的耐腐蚀性能 ;Ti离子的注入剂量越高 ,样品的耐腐蚀性能越好。在 0 .1mol/LNaCl溶液中点蚀实验结果表明 ,离子注入后样品的点蚀电位提高 75mV ,耐点蚀性能明显改善。TEM和SEM结果表明 ,注入样品的表面形成了一层晶粒细化层 ,从而减少了腐蚀坑的形核位置 ,阻止腐蚀的进一步进行 ,提高了样品的耐蚀性。

MEVVA源强流Ti离子注入纯铜表面层的结构与性能研究

采用金属蒸气真空弧(MEVVA)离子源技术对强流Ti离子束注入到纯铜表面的结构和性能进行了系统的研究。材料表面层的机械性能测试表明:强流Ti离子注入纯铜后材料表面的硬度和耐磨性均有提高,相对于纯铜基体,5×1017cm-2注量注入可以使材料表面硬度提高2.3倍,使表面摩擦因数下降14%.注入层的X射线结构分析表明:金属离子注入后,在纯铜表面注入层中析出了合金相,合金相的析出是材料的表面硬度和耐磨性提高的主要因素.

外科植入物用钛合金Ti-6Al-7Nb的研究

在工业生产条件下制备了外科植入物用Ti 6Al 7Nb钛合金 ,并对其化学组成、机械性能和微观组织进行了研究。Ti 6Al 7Nb合金的成分和性能完全达到国际标准ISO5 832 11和美国ASTMF12 95标准要求 ,其组织为大量α相 +少量 β转

新型溶胶-凝胶生物活性玻璃联合钛膜修复即刻种植体周骨缺损

【目的】探讨新型溶胶-凝胶生物活性玻璃(BG)联合钛膜应用于即刻种植体周围骨缺损修复的成骨效果。【方法】实验共采用8只健康杂种犬,每只犬均在拔除双侧下前磨牙后即刻于每侧拔牙创区制造即刻种植体周围骨缺损区,每侧即刻植入3颗即刻种植体后编号并随机分为3组分别为植入BG组,植入BG并以钛膜覆盖组及空白对照组。术后2,4,8,12周处死动物行Masson染色组织学观察。观察种植体周围骨缺损区的修复情况。【结果】所有植入种植体区牙龈均愈合良好,未见种植体周围炎发生。BG+钛膜组形成新骨的时间最早,骨结合最理想,且新骨形成质量较另外两组明显较好。【结论】新型溶胶-凝胶生物活性玻璃具有良好的骨引导作用,溶胶-凝胶生物活性玻璃联合钛膜能较好的解决即刻种植体周围骨缺损修复的问题。

氟离子注入纯Ti表面改性对成骨细胞Ⅰ型胶原形成和表达的影响

应用等离子体浸没离子注入装置对纯Ti表面进行氟离子注入,通过SEM和XPS分析研究材料的表面形貌和化学组成.将MG-63成骨细胞接种于氟离子注入前、后的Ti样品表面,采用激光共聚焦显微镜观察材料表面对成骨样细胞MG-63Ⅰ型胶原形成的影响;逆转录聚合酶链反应检测Ⅰ型胶原mRNA的表达;蛋白印迹法检测Ⅰ型胶原蛋白的表达.结果表明,氟离子注入后Ti样品表面新出现TiF_3;且MG-63细胞在其表面分别培养6,24和48 h后,Ⅰ型胶原的形成和表达均明显高于纯Ti表面.含氟表面改性层可提高Ti材料的生物相容性.

μC/OS-Ⅱ在TI DM270微处理器上的移植与开发

随着嵌入式系统硬件技术和软件技术的发展,把实时嵌入式操作系统移植到微处理器上已经成为了多媒体系统发展的趋势和迫切需要,ARM体系结构和μC/OS-Ⅱ因它们各自的优势已经成为了嵌入式系统应用的研究热点。TI DM270是ARM体系架构下的基于SOC的数字媒体处理器。将抢先式、多任务、实时嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ移植到TI DM270微处理器上,其移植原理和移植过程具有重要的意义和广泛的借鉴价值。研发中采用的开发工具为CCS并在源代码调试器上通过功能测试。

双注入匹配的计算机模拟和Ti^++N^+双注入的实验结果

为在金属中形成所需要的合金或金属间化合物而采用双重离子注入技术.2种注入离子注入能量和注量需要合理匹配.还考虑了溅射效应和扩散效应存在时的各种修正.在计算机模拟的基础上,对 Ti^++N^+双注入 H13钢中 Fe_2Ti,TiN 和 Fe_2N 等化合物进行了测量.这些合金相和金属间化合物的形成提高了钢表面抗磨损特性.还讨论了双注入金属表面的硬化机理.

La^+,Mo^+注入TC4合金表面粗糙度变化研究

利用MEVVA离子注入技术对TC4合金进行了表面处理 ,测量了TC4合金经不同剂量的La+和Mo+注入后表面粗糙度的变化。结果表明 ,离子注入使表面粗糙度的高度特性参数值普遍下降 ,随着注入剂量增加 ,各参数值下降更明显 ,Mo+注入效果要略优于La+的效果。表面形貌得到优化。分析了离子注入对表面粗糙度的影响规律 。

碳—钛复合体骨内种植骨界面的超微结构观察

目的：为了寻找生物相容性更好的种植材料，提高种植义齿的成活率，证实碳—钛复合体的优良生物相容性。方法：将Ｃ—Ｔｉ复合体和Ｔｉ两种种植体同时植入６条狗的双侧下颌骨内，共植入１２个种植体。将动物分成３组，每组２条，分别于术后１、２、４个月处死动物取材。通过扫描电镜，透射电镜等方法，根据骨界面结合的紧密程度，成骨细胞出现的早晚、数量、活跃程度确定Ｃ—Ｔｉ复合体的生物相容性。结果：碳复合体的生物相容性明显高于Ｔｉ。结论：由于Ｃ—Ｔｉ复合体可提前达到骨整合，生物相容性优良，应用于临床可缩短种植后的无负荷期。

钛种植体与口腔内非牙龈粘膜组织间的界面研究

目的:观察钛种植体与口腔内非牙龈黏膜软组织-牙槽黏膜形成的界面情况;方法:在狗的下颌磨牙区相应牙槽骨上以唇舌侧方向穿过牙槽黏膜植入一阶段式钛种植体7枚。分别观察1、2、4、6周后切取标本。用扫描电镜和光镜观察不同时间软组织和种植体界面情况。结果:实验期间种植体均稳定。种植体周围黏膜组织均有不同程度炎症表现。4周和6周时,光镜观察结果显示软组织和种植体间有较紧密接触。电镜下也显示黏膜在种植体表面均有纤维结缔组织附着。结论:口腔环境下,牙槽黏膜有纤维结缔组织在种植体表面附着,缺乏“上皮袖口”。