论文部分内容阅读
摘要: 目的:探究不同口腔种植材料的应用,并做分析对比。方法:回顧性分析口腔种植材料的发展历程,并总结归纳各个植入材料在临床应用中的优缺点。结果:口腔种植材料先后经历了金属及合金、生物陶瓷、碳素、高分子材料、复合材料阶段,各种材料均有其优势和不足,理想植入体需进行组织相容性、理化形态、与植入体周围组织接合能力、力学性能、毒副作用等多个角度做综合评价。结论:口腔种植技术在取得较大进步和较满意效果的基础上,仍需进一步发展和完善,以提高组织相容性和应用安全性,最终实现牙功能和美观的恢复与改善。
关键词: 口腔种植材料,钛合金,陶瓷,高分子材料
口腔种植是上个世纪口腔修复技术发展的一次重大突破,作为牙列缺失、缺损的有效修复手段,口腔种植具有固位良好、美观效果逼真等优点[1]。口腔种植材料最早出现在公元前2500年,随后经历了金属及合金、生物陶瓷、碳素、高分子、复合材料阶段,不同口腔种植材料均有其独特的优势和不足。口腔种植材料的发展涉及到多学科的交叉应用,如生物化学、细胞分子学、生物材料学、物理学、生物力学等,从筛选材料到临床应用需要准备大量研究工作。口腔种植修复术通过选取人工材料制品,加工制备出特殊形状,并植入缺失、缺损牙的牙槽骨内,从而恢复牙功能和美观[2]。口腔种植在维护和保留健康牙的前提下,可帮助患者恢复美观和咀嚼功能,有效改善患者精神状态及生活质量。
1、简介
1.1口腔种植材料特点
由于口腔种植材料需处于人体特殊的内环境中,因此对材料各项性能的要求严格,理想的植入材料应当具有以下特点:一是生物学性能良好,植入材料与体液、机体组织接触时应当有较好的亲和力,材料应与机体骨组织的力学性能接近,以免在力的作用下,植入体与骨组织接触的界面受力过大;二是机械性能良好,材料应易于加工成符合设计需要的形态,牙最基本的功能是咬合,因此植入材料需要承受动态、静态咀嚼时的咬合力,在长期、反复使用中不易发生磨损、变形或折断;三是加工成形性较好,临床上常用的种植体主要是加工精细、外形尺寸相同的标准植入体,对于某些具有独特解剖学特点的患者,也会专门制作个性化植入体,以便恢复患者牙列缺失、缺损部位的硬组织;四是耐灭菌、耐消毒,植入体在临床使用前需严格进行灭菌消毒,这就要求植入材料在消毒过程中不会因为高温、高压、γ射线或紫外线照射、消毒液浸泡、消毒气体熏蒸等而发生变质、变性,也不会有消毒物质残留,从而保证口腔植入手术的成功与安全[3]。
1.2分类
根据口腔种植材料的不同,主要可以分为五类:一是金属及合金,包括不锈钢、钛合金、金、铸造钴铬钼合金等;二是陶瓷,包括生物降解性、活性、惰性陶瓷等;三是碳素,包括低温各向同性碳、玻璃碳等;四是高分子材料,包括聚枫、丙烯酸酯类等;五是复合材料,是由上述至少两种材料复合而成,如多孔涂层氧化铝材料。
2、应用对比
2.1金属及合金
金属及合金的机械强度良好,刚性好,容易加工成形,可塑性好,且具有较强的抗腐蚀能力。其中应用最多的钛合金,不仅耐腐蚀性强、机械性能适宜、坚固耐磨,而且无毒副作用,有较优的组织相容性,此外钛合金质地轻,价格合理,因此临床应用广泛。然而一般金属及其合金的骨适应性、组织适应性和机械适应性都比较差,若种植在有丰富血供的肌组织或颌骨中,局部会出现异物巨细胞,且可能长期存在。
2.2生物陶瓷
陶瓷材料的机械强度较高,耐腐蚀性强,没有毒性或刺激性,组织相容性较好,热膨胀系数与自然牙相似,因此种植入体内后基本不发生太大化学变化,能够与植入区域内的机体组织形成稳定的界面,致密性较好。然而生物陶瓷的致命弱点是其特有的脆性,机械强度较弱,加上在修复过程中不能很好的再现颜色,极大的限制了陶瓷在口腔种植修复术中的临床应用。
2.3碳素材料
碳素材料具有良好的机械性能,生物相容性也较好,植入人体具有较高的生物稳定性,不发生生物降解,弹性模量接近人体颌骨,有助于形成较好的界面。但是碳素材料与生物陶瓷一样非常脆弱,机械变性能力较差,极易折断,加上颜色不美观,因此目前临床口腔种植基本不用碳素材料。
2.4高分子材料
高分子材料的弹性模量比较低,骨适应性较好,有些高分子材料的化学结构与人体内的天然高分子非常相似。然而高分子材料易老化,在人体内环境中的稳定性较差,有些成分容易发生降解或分解,从而引起局部组织或细胞发生不同程度的反应,严重者可发生全身反应,最终造成口腔种植术失败。
2.5复合材料
复合材料可由涂层法制备,或者由两种材料按照一定比例复合而成,可利用各材料优点进行互相补充,植入后迅速发生骨适应性,与宿主骨之间没有纤维组织的介入。然而复合材料用于口腔种植仍然存在一些问题,如两种材料复合后界面的可靠性问题,涂层材料的强度问题等。
3、讨论
口腔医学中的临床治疗与修复很大程度上需要依靠材料,种植材料质量的优劣直接影响着口腔修复技术的临床效果,材料对于口腔修复的重要性就像药物对于临床医学。评价一种口腔种植材料的安全性应遵循以下原则:一是植入材料需由实践经验丰富的专业人员在国家认证的专业实验室进行生物学试验,并保证试验结果的可重复性;二是试验顺序应先体外试验后动物试验,以缩短试验时间、减少试验动物数量[4];三是考虑到灭菌对植入材料的潜在作用以及随后可能发生的毒性作用,因此在制备浸提液或试验样品时,应该选择灭菌后的材料;四是由于植入材料的使用多样性和复杂性,在进行生物学评价之前,首先应明确植入材料的使用形式、与人体接触的时间、程度和性质等;五是口腔种植材料进入市场后,若材料的生产技术、生产工艺、生产来源、灭菌条件、材料配方、初级包装等发生变化,有迹象表明植入材料对人体可能产生毒副作用时,必须重新进行相关的生物学试验[5]。保证植入材料的安全性对于口腔植入术患者具有重要意义,包括全身急性、亚急性、亚慢性毒性检验、细胞毒性检验、血液相容性检验、体外细胞相容性检验、遗传毒性检验、免疫功能测定、皮内反应、植入相容性检验等。
综上所述,口腔种植材料的理想选择,对材料本身性能的要求比较严格,需要对种植材料植入机体后进行组织相容性、理化形态、与植入体周围组织接合能力、力学性能、毒副作用等多个角度做综合评价。口腔种植技术在取得较大进步和较满意的效果的基础上,仍需进一步发展和完善,以提高组织相容性和应用安全性,最终实现牙功能和美观的恢复与改善。
参考文献:
[1]李治强,钟良军.口腔种植材料性能及其对骨结合影响的研究进展[J].广东牙病防治,2008,16(z1):663-665.
[2]《中国口腔种植学杂志》2000年第 5卷文题索引 ( 按关键词汉语拼音排序 )[J].中国口腔种植学杂志,2000,5(4):202-206.
[3]李莺,李长义.钛种植体表面改性策略及对骨整合的影响*☆[J].中国组织工程研究,2013,(29):5395-5402.
[4]宣永华.不同口腔种植材料的应用及安全性评价[J].中国组织工程研究与临床康复,2011,15(29):5433-5436.
[5]《中国组织工程研究与临床康复》杂志社.生物相容性和机械性能要求下口腔种植材料在临床应用中的衍变[J].中国组织工程研究与临床康复,2010,14(12):2095-2096.
关键词: 口腔种植材料,钛合金,陶瓷,高分子材料
口腔种植是上个世纪口腔修复技术发展的一次重大突破,作为牙列缺失、缺损的有效修复手段,口腔种植具有固位良好、美观效果逼真等优点[1]。口腔种植材料最早出现在公元前2500年,随后经历了金属及合金、生物陶瓷、碳素、高分子、复合材料阶段,不同口腔种植材料均有其独特的优势和不足。口腔种植材料的发展涉及到多学科的交叉应用,如生物化学、细胞分子学、生物材料学、物理学、生物力学等,从筛选材料到临床应用需要准备大量研究工作。口腔种植修复术通过选取人工材料制品,加工制备出特殊形状,并植入缺失、缺损牙的牙槽骨内,从而恢复牙功能和美观[2]。口腔种植在维护和保留健康牙的前提下,可帮助患者恢复美观和咀嚼功能,有效改善患者精神状态及生活质量。
1、简介
1.1口腔种植材料特点
由于口腔种植材料需处于人体特殊的内环境中,因此对材料各项性能的要求严格,理想的植入材料应当具有以下特点:一是生物学性能良好,植入材料与体液、机体组织接触时应当有较好的亲和力,材料应与机体骨组织的力学性能接近,以免在力的作用下,植入体与骨组织接触的界面受力过大;二是机械性能良好,材料应易于加工成符合设计需要的形态,牙最基本的功能是咬合,因此植入材料需要承受动态、静态咀嚼时的咬合力,在长期、反复使用中不易发生磨损、变形或折断;三是加工成形性较好,临床上常用的种植体主要是加工精细、外形尺寸相同的标准植入体,对于某些具有独特解剖学特点的患者,也会专门制作个性化植入体,以便恢复患者牙列缺失、缺损部位的硬组织;四是耐灭菌、耐消毒,植入体在临床使用前需严格进行灭菌消毒,这就要求植入材料在消毒过程中不会因为高温、高压、γ射线或紫外线照射、消毒液浸泡、消毒气体熏蒸等而发生变质、变性,也不会有消毒物质残留,从而保证口腔植入手术的成功与安全[3]。
1.2分类
根据口腔种植材料的不同,主要可以分为五类:一是金属及合金,包括不锈钢、钛合金、金、铸造钴铬钼合金等;二是陶瓷,包括生物降解性、活性、惰性陶瓷等;三是碳素,包括低温各向同性碳、玻璃碳等;四是高分子材料,包括聚枫、丙烯酸酯类等;五是复合材料,是由上述至少两种材料复合而成,如多孔涂层氧化铝材料。
2、应用对比
2.1金属及合金
金属及合金的机械强度良好,刚性好,容易加工成形,可塑性好,且具有较强的抗腐蚀能力。其中应用最多的钛合金,不仅耐腐蚀性强、机械性能适宜、坚固耐磨,而且无毒副作用,有较优的组织相容性,此外钛合金质地轻,价格合理,因此临床应用广泛。然而一般金属及其合金的骨适应性、组织适应性和机械适应性都比较差,若种植在有丰富血供的肌组织或颌骨中,局部会出现异物巨细胞,且可能长期存在。
2.2生物陶瓷
陶瓷材料的机械强度较高,耐腐蚀性强,没有毒性或刺激性,组织相容性较好,热膨胀系数与自然牙相似,因此种植入体内后基本不发生太大化学变化,能够与植入区域内的机体组织形成稳定的界面,致密性较好。然而生物陶瓷的致命弱点是其特有的脆性,机械强度较弱,加上在修复过程中不能很好的再现颜色,极大的限制了陶瓷在口腔种植修复术中的临床应用。
2.3碳素材料
碳素材料具有良好的机械性能,生物相容性也较好,植入人体具有较高的生物稳定性,不发生生物降解,弹性模量接近人体颌骨,有助于形成较好的界面。但是碳素材料与生物陶瓷一样非常脆弱,机械变性能力较差,极易折断,加上颜色不美观,因此目前临床口腔种植基本不用碳素材料。
2.4高分子材料
高分子材料的弹性模量比较低,骨适应性较好,有些高分子材料的化学结构与人体内的天然高分子非常相似。然而高分子材料易老化,在人体内环境中的稳定性较差,有些成分容易发生降解或分解,从而引起局部组织或细胞发生不同程度的反应,严重者可发生全身反应,最终造成口腔种植术失败。
2.5复合材料
复合材料可由涂层法制备,或者由两种材料按照一定比例复合而成,可利用各材料优点进行互相补充,植入后迅速发生骨适应性,与宿主骨之间没有纤维组织的介入。然而复合材料用于口腔种植仍然存在一些问题,如两种材料复合后界面的可靠性问题,涂层材料的强度问题等。
3、讨论
口腔医学中的临床治疗与修复很大程度上需要依靠材料,种植材料质量的优劣直接影响着口腔修复技术的临床效果,材料对于口腔修复的重要性就像药物对于临床医学。评价一种口腔种植材料的安全性应遵循以下原则:一是植入材料需由实践经验丰富的专业人员在国家认证的专业实验室进行生物学试验,并保证试验结果的可重复性;二是试验顺序应先体外试验后动物试验,以缩短试验时间、减少试验动物数量[4];三是考虑到灭菌对植入材料的潜在作用以及随后可能发生的毒性作用,因此在制备浸提液或试验样品时,应该选择灭菌后的材料;四是由于植入材料的使用多样性和复杂性,在进行生物学评价之前,首先应明确植入材料的使用形式、与人体接触的时间、程度和性质等;五是口腔种植材料进入市场后,若材料的生产技术、生产工艺、生产来源、灭菌条件、材料配方、初级包装等发生变化,有迹象表明植入材料对人体可能产生毒副作用时,必须重新进行相关的生物学试验[5]。保证植入材料的安全性对于口腔植入术患者具有重要意义,包括全身急性、亚急性、亚慢性毒性检验、细胞毒性检验、血液相容性检验、体外细胞相容性检验、遗传毒性检验、免疫功能测定、皮内反应、植入相容性检验等。
综上所述,口腔种植材料的理想选择,对材料本身性能的要求比较严格,需要对种植材料植入机体后进行组织相容性、理化形态、与植入体周围组织接合能力、力学性能、毒副作用等多个角度做综合评价。口腔种植技术在取得较大进步和较满意的效果的基础上,仍需进一步发展和完善,以提高组织相容性和应用安全性,最终实现牙功能和美观的恢复与改善。
参考文献:
[1]李治强,钟良军.口腔种植材料性能及其对骨结合影响的研究进展[J].广东牙病防治,2008,16(z1):663-665.
[2]《中国口腔种植学杂志》2000年第 5卷文题索引 ( 按关键词汉语拼音排序 )[J].中国口腔种植学杂志,2000,5(4):202-206.
[3]李莺,李长义.钛种植体表面改性策略及对骨整合的影响*☆[J].中国组织工程研究,2013,(29):5395-5402.
[4]宣永华.不同口腔种植材料的应用及安全性评价[J].中国组织工程研究与临床康复,2011,15(29):5433-5436.
[5]《中国组织工程研究与临床康复》杂志社.生物相容性和机械性能要求下口腔种植材料在临床应用中的衍变[J].中国组织工程研究与临床康复,2010,14(12):2095-2096.