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目的 种植体与骨组织之间建立直接有序的结构功能连接,即骨整合(osseointegration),是评价种植体成功的重要指标。骨整合理论表达了生物相容性(biocompatibility)的意义。钛及钛合金是目前应用最广泛、生物相容性最好的口腔种植材料,现认为其良好的生物相容性与表面氧化膜有关。天然形成的氧化膜较薄,现多采用各种表面氧化技术处理钛及钛合金种植体,在表面形成机械氧化层。Ⅰ型胶原(type Ⅰ collagen)是一种细胞外基质的有机组成成分,是主要的骨结构蛋白。有研究表明,Ⅰ型胶原不但为骨矿化提供基质,而且可以促进成骨细胞进一步分化增殖,与成骨细胞的附着和伸展排列方向也有密切的关系。本实验中将表面氧化层加厚的Ti6Al4V合金种植材料植入大鼠下颌骨中,通过对种植体骨界面区的组织学研究和Ⅰ型胶原表达变化的免疫组化研究,来评价这种材料用作口腔种植体的生物学性能。 材料和方法 选用体重200-250克大鼠90只,雌雄各半,随机分成3组,每组内雌雄各半。2%戊巴比妥那(40毫克/千克)腹腔内注射全麻,在磨牙下方、外斜线上方的骨面用低速手机制备直径3mm、深1.2mm的种植窝,大量无菌生理盐水持续冲洗降温。植入3种合金:316L不锈钢合金,Ti6Al4V合金,处理钛合金(用阳极氧化法在表面形成5μmTiO2钝化膜的合金材料),塑料镊压其就位。术后第1,2,3,4,6周分别断头处死动物。取材,4%多聚甲醛液固定一周,8%EDTA液脱钙两周,常规石蜡包埋。做7μm厚连续切片,进行HE染色和免疫组化SABC法染色(兔抗大鼠多克隆抗体人显微照相系统 CoolsnaPfr拍照,Metamorph图象分析仪和图象分析软件在 400倍镜下,对种植材料一骨界面区 1型胶原阳性部位的透光强度进行灰度值测定,每张切片随机选择4个视野,用平均灰度值表示染色强度。进行统计学分析。 结 果 1.HE染色观察处理钛合金组: 第1周:种植体周围被疏松结缔组织包统,界面区可见梭型或立方状成骨细胞,有少量类骨样组织;第2周:界面骨样组织增多,突入髓腔内,相互不规则连接,可见骨陷窝较大,血管丰富; 第3产周:新生骨增多,骨基质致密,骨陷窝较前期小,成骨细胞排列在新生骨表面,核大深染; 第6周:镜下新生骨进一步增多,骨小梁交织排列,骨陷窝小。无纤维组织,血管少。 2.I型胶原免疫组化染色结果: 种植体一骨界面区新生的骨基质、成骨细胞胞浆、未分化的间充质细胞胞浆都有1型胶原的免疫组化染色呈阳性。植人第1周,界面区的纤维结缔组织染色呈弱阳性。第八 周,免疫组化染色反应显著增强,阳性反应的高峰期表达在第ZI天。从第4周到第6周,染色强度下降,代表骨基质区的进人矿化期。 3.统计学检验显示,雌雄大鼠之间的总体平均灰度值经t检验无统计学差异沙>o.05X将雌雄当一种变量处理。各个时间段处理钛合金组和 Ti6A14V组的平均灰度值高于 316 L组,处理钛合金组高于Ti6A14V组。各个时期3种材解均灰度值的差异均有统计学意义河<0.05人 结 论 本实验采用大鼠下颌骨植人表面处理的Ti6A14V合金材料的 ·2· 动物模型,进行HE染色观察,用免疫组化法标记界面 1型胶原, 对种植体骨界面早期骨形成情况进行组织学观察。结果发现,I 型胶原作为骨基质的主要有机成分,在成骨细胞的增殖期表达强 烈,在骨基质的矿化期表达下降,可以作为研究早期骨形成状况的 指标。表面氧化膜增厚为 5 pm的处理钛合金材料,生物学特性优 于Ti6A14V,可以在早期诱导成骨细胞分化增殖,更多更迅速的形 成新生骨,有利于后期形成骨整合界面。316L不锈钢合金不适于 做口腔种植体。