【摘 要】
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钛种植体作为口腔种植材料的黄金标准,被广泛应用于牙科修复领域,但近年来由于其过敏率的增加,研究者们开始寻求生物相容性更好的陶瓷材料来替代金属种植体。氧化锆陶瓷（Y-TZP）由于具有良好的生物相容性、高力学强度以及独特的美学性能,已逐渐被应用于齿科修复领域,但由于其缺乏生物活性,这在一定程度上限制了其作为牙科种植体的应用。因此,改善Y-TZP陶瓷的生物学性能,提高其骨整合能力对于拓宽其临床应用范围至
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（项目批准号:52172280）；
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钛种植体作为口腔种植材料的黄金标准,被广泛应用于牙科修复领域,但近年来由于其过敏率的增加,研究者们开始寻求生物相容性更好的陶瓷材料来替代金属种植体。氧化锆陶瓷（Y-TZP）由于具有良好的生物相容性、高力学强度以及独特的美学性能,已逐渐被应用于齿科修复领域,但由于其缺乏生物活性,这在一定程度上限制了其作为牙科种植体的应用。因此,改善Y-TZP陶瓷的生物学性能,提高其骨整合能力对于拓宽其临床应用范围至关重要。生物玻璃（BG）是一种高生物活性的材料,常被用作生物惰性种植体的涂层来提高种植体的骨整合能力。本研究通过在Y-TZP陶瓷预烧结坯体表面直接负压渗透BG溶胶和在Y-TZP陶瓷预烧结坯体表面表面构建多孔层,通过负压渗透BG溶胶两种方法对Y-TZP陶瓷进行改性,并进一步优化了表面多孔层渗透法的热处理温度和渗入BG的组成,制备出了一种高生物活性、高力学强度的Y-TZP陶瓷种植体材料。（1）在Y-TZP陶瓷坯体表面直接负压渗透不同组成的BG溶胶,微波烧结后得到生物活性Y-TZP陶瓷。研究表明,BG的引入能明显提高Y-TZP陶瓷的体外蛋白吸附性能,显著促进m BMSCs在Y-TZP陶瓷表面的黏附、增殖和成骨分化,其中Y-TZP/BG-77S促成骨分化性能最佳。但BG的引入也使得Y-TZP陶瓷的致密度下降,弯曲强度明显降低,这表明直接渗透法会显著影响Y-TZP陶瓷的力学性能。（2）为了避免表面改性对Y-TZP陶瓷力学性能的影响,采用表面造孔渗透法取代直接渗透法进行研究。通过改变浆料的PVA含量,在Y-TZP预烧结坯体表面构造不同孔径和孔隙率的表面多孔层,在多孔层中渗透77S溶胶后再低温热处理,得到活性Y-TZP陶瓷。研究表明,与对照组Y-TZP陶瓷相比,表面造孔渗透77S表面改性的Y-TZP/BG陶瓷的弯曲强度不受影响,这表明表面造孔渗透法不会影响Y-TZP陶瓷的力学性能。同时,改性后的Y-TZP/BG陶瓷具有更优的蛋白吸附性能和体外矿化能力,显著促进了m BMSCs的黏附和成骨分化,其中PVA含量为30 vol.%的Y-TZP/BG-3具有最佳的促成骨分化性能。（3）为了寻找更合适的Si4+释放速率,充分发挥其促成骨作用,选用30 vol.%PVA含量的浆料造孔并渗透77S后,将其分别置于700℃、900℃、1100℃热处理,探索最优热处理温度。研究表明,改性后的Y-TZP/BG陶瓷弯曲强度均不受影响,蛋白吸附性能和体外矿化能力明显高于对照组;随着热处理温度的升高,Y-TZP/BG陶瓷的体外矿化能力逐渐降低,但促进m BMSCs黏附、增殖和成骨分化能力逐渐提高,其中Y-TZP/BG-1100℃组陶瓷具有最佳的促成骨分化性能。（4）BG的生物活性和SiO2和CaO的含量有关,在30 vol.%PVA的表面多孔层中渗透三种不同组成的BG:58S、68S、77S,随后在1100℃热处理,探索最佳的BG组成。研究表明,与对照组相比,改性后的Y-TZP/BG陶瓷力学强度基本没有变化,蛋白吸附能力显著提高,促m BMSCs黏附、增殖和成骨分化性能更佳,其中Y-TZP/BG-77S陶瓷具有最优的促成骨分化能力。由此可见,表层造孔渗透BG是一种既能赋予Y-TZP陶瓷高生物活性又能保持其高力学性能的改性方法,对于氧化锆种植体的改性具有良好的借鉴价值。
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