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通过微弧氧化技术在钛表面制备锌/锶掺杂二氧化钛微孔涂层进行表面功能化
摘要: 钛(Ti)植入体长期临床应用面临的关键问题在于骨整合不足和植入物相关感染。锌(Zn)与锶(Sr)具有促进成骨和抑制骨破坏的双重作用,且锌具备良好抗菌性能。本研究通过微弧氧化(MAO)技术在钛表面制备了锌/锶掺杂二氧化钛微孔涂层(MT-Zn/Sr),使锌和锶均匀分布于涂层中。体外实验表明该涂层能促进成骨细胞黏附、增殖、分化及矿化,展现出良好生物活性;抗菌测试显示其可有效抑制金黄色葡萄球菌增殖,具有优异抗菌效果。动物体内实验验证该涂层能促进钛基底与骨组织的早期骨整合。本研究为提升钛植入体的生物活性提供了新方法,具有重要理论价值和广阔临床应用前景。
关键词: 骨整合、锶、锌、钛涂层、抗菌性能
更新于2025-09-23 15:23:52
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CaP涂层与低强度激光疗法促进早期骨形成并改善粗糙螺纹种植体的固定效果
摘要: 目的:本研究旨在比较粗糙螺纹牙种植体在有或无磷酸钙(CaP)涂层沉积的情况下,单独或联合砷化镓低强度激光疗法(LLLT)的体内成骨效果。材料与方法:研究分为四组:G1:单纯种植体;G2:种植体+CaP涂层;G3:种植体+LLLT;G4:种植体+CaP涂层+LLLT。在植入种植体前后,于手术部位进行7天LLLT治疗。术前采用扫描电子显微镜和能量色散光谱仪进行表面形貌表征。分别于术后1、2、6周测量骨-种植体接触率(BIC),6周时测量反向扭矩。短期结果显示,G2、G3和G4组的BIC显著高于G1组(P<0.05),但6周时各组BIC无差异。然而6周时G2和G4组的旋出扭矩值更高(P<0.05)。结论:单独使用CaP涂层或联合LLLT均能诱导细胞刺激并改善短期愈合期的BIC,从而提高种植体固位力,因其低成本和高有效性值得临床应用。
关键词: 骨整合、仿生学、激光、牙种植体
更新于2025-09-23 15:23:52
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激光结构化对医用级钛的影响:成骨细胞附着的表面表征与体外评估
摘要: 改进的种植体骨整合为骨科、脊柱及牙科植入物提供了重要潜力。本研究采用激光处理技术对钛合金(Ti6Al4V)表面进行结构化处理并覆盖二氧化钛涂层,从而形成多孔表面。研究旨在表征孔隙结构形态、处理相关的金相变化、细胞相容性以及成骨样细胞(MG-63)的附着情况。该处理形成了特定的瓶颈状孔隙结构,使成骨细胞有可能在种植体表面的凹陷处实现互锁??紫冻叽绫硐治浩烤敝本?7微米(标准差4微米)、内部孔宽78微米(标准差6微米)、孔深129微米(标准差8微米)。激光引入的能量改变了热影响区(约66微米范围内)合金的金属结构,但未出现微裂纹形成的迹象。合金相态(微晶α+β相)在表层区域转变为马氏体α相,在孔隙间的过渡区域则呈现α+β相。MG-63细胞在30分钟内即附着于结构化钛表面,并在随后数日内通过众多丝状伪足生长至孔隙内外。与纯钛相比,结构化表面的细胞存活率更高,显示出良好的细胞相容性。特别是MG-63细胞向孔隙内生长的显著亲和力,为后续体内研究实现更优化的种植体固定提供了潜在可能。
关键词: 骨科、钛、表面、骨整合、涂层、牙科、激光
更新于2025-09-23 15:21:01
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氮化硅激光熔覆对聚乙烯的表面功能化
摘要: 功能性涂层常被应用于生物材料以改善其性能。本研究中,采用脉冲激光源在氮气环境下对聚乙烯进行了氮化硅(Si3N4)粉末涂层处理。通过拉曼光谱、激光显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线光谱(EDS)等多种分析技术对聚合物的功能化表面进行表征。体外抗菌测试显示,与未涂层聚合物相比,Si3N4涂层显著降低了表皮葡萄球菌的存活数量。体外成骨活性测试采用SaOS-2骨肉瘤细胞进行,结果表明Si3N4涂层能促进羟基磷灰石生成。聚乙烯的氮化硅涂层有望提升骨科植入器械或微创医疗器械的性能表现。
关键词: 激光熔覆、聚乙烯、抗菌、骨整合、氮化硅
更新于2025-09-23 15:19:57
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低强度激光疗法对即刻种植体稳定性的影响:一项随机临床试验
摘要: 背景:低强度激光疗法(LLLT)在动物模型中被认为可改善骨结合早期阶段的初级稳定性,但关于其对人类种植体稳定性的影响证据仍较有限。 目的:评估LLLT对即刻种植体稳定性的影响。 材料与方法:根据SPIRIT指南设计随机对照试验并按CONSORT声明报告?;颊咚婊治哉兆榛騆LLT组。LLLT方案采用GaAlAs激光(808nm,平均功率密度50mW,圆形光斑直径及面积0.71cm/0.4cm2),在骨穿孔前及缝合后以接触模式照射种植体周围软组织六个位点(每个位点照射1.23分钟,单点剂量11J),总剂量为每次治疗66J。该方案仅在种植手术时实施。通过ISQ值测量种植体植入时(T0)和基台选择时(Ta)的稳定性,数字X线片测量T0与Ta时种植体平台至牙槽嵴顶距离(毫米)。以种植体为单位,采用t检验和Shapiro-Wilk检验分析组间数据。 结果:44例患者植入50枚种植体,植入扭矩15-60N·cm(均值35.64±13.34)。LLLT组失访2枚,对照组失访1枚且1枚未骨结合(4.3%)。T0时ISQ值17-79(均值59.33±13.05),Ta时40-89(均值66.46±11.56)。ISQ差异(P=0.433)及影像学边缘骨改变(P=0.261)组间均无统计学差异。 结论:在愈合基台安装时评估,LLLT对即刻种植体的稳定性无显著影响。
关键词: 骨整合、砷化镓铝激光、牙种植体、对照临床试验
更新于2025-09-23 15:19:57
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新型激光牙科种植体微观形貌对人成骨细胞增殖及骨沉积的影响
摘要: 本研究旨在比较两种创新激光钛表面与喷砂酸蚀表面在成骨过程及骨沉积初期阶段对人成骨细胞行为的影响。通过流式细胞分析筛选人脂肪干细胞来源的成骨细胞并诱导分化。培养40天后,采用茜素红染色检测成骨分化情况,通过蛋白质印迹(WB)和实时逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)分析评估碱性磷酸酶(ALP)活性。细胞融合后,将人成骨细胞分别接种于两种创新激光制备钛表面(L1和L2),并以喷砂酸蚀(SBAE)表面作为对照。在不同时间点,通过细胞增殖活力检测(MTT)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDAX)、RT-PCR及WB检测基质胞外磷糖蛋白(MEPE)、ALP和骨钙素(OCN)等成骨标志物来评估成骨细胞行为。结果显示:细胞分选后,脂肪干细胞来源的成骨细胞ALP mRNA及蛋白表达量持续升高,定量茜素红染色证实了成骨分化。轮廓仪和SEM分析显示SBAE、L1与L2样本存在显著差异。钛样本培养20天后,SEM观察发现SBAE样本仅有少量成骨细胞和孤立骨基质沉积区;L1表面仅见单层成骨细胞伴初期骨沉积;而L2样本呈现厚网状结构,含扁平星状大细胞、大量强钛粘附的细胞连接及复杂晶体骨矿化结构。20天时EDAX分析表明所有钛样本均无杂质,且L2样本的骨基质沉积量显著高于L1和SBAE样本。结论:创新微纳米级激光诱导表面与原代人成骨细胞培养具有高度生物相容性且无杂质,该激光纹理能调控成骨进程,证实钛表面特性在骨整合初期细胞粘附和骨沉积中的关键作用。人脂肪干细胞与创新工艺制备的激光钛表面联合应用,有望为骨科、颌面外科及牙科种植手术带来突破性改进。
关键词: 激光处理的钛表面,钛牙科种植体,人成骨细胞,骨骼,骨整合
更新于2025-09-19 17:13:59
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在植入了骨传导性骨替代材料的部位进行低强度激光治疗(LLLT)可改善骨整合效果
摘要: 本研究旨在评估不同骨传导性骨替代材料移植区经红外低强度激光治疗(LLLT)后种植体的骨结合情况。将56只大鼠随机分为4组:DBB组(骨缺损区填充脱蛋白牛骨移植材料)、HA/TCP组(填充羟基磷灰石与β-磷酸三钙双相陶瓷材料)、DBB-L组(填充DBB后接受LLLT治疗)、HA/TCP-L组(填充HA/TCP后接受LLLT治疗)。在各动物胫骨制备骨缺损区并填入不同生物材料,移植区接受7次LLLT治疗(波长808 nm,功率100 mW,光斑直径约0.60 mm),每次间隔48小时。60天后植入种植体,分别于术后15天和45天处死动物。通过生物力学、显微CT和组织形态计量学分析评估移植区骨结合与骨修复情况,免疫组化检测骨生物标志物表达。结果显示LLLT能显著提升骨结合程度,这与BMP2和OCN的高表达相关。种植体植入前对骨传导性骨替代材料移植区实施LLLT治疗可改善骨结合效果。
关键词: 骨整合、临床前研究、骨替代材料、低强度激光疗法
更新于2025-09-19 17:13:59
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超短脉冲激光对钛表面进行图案化处理以提高牙种植体的骨结合性能
摘要: 超短脉冲直接激光干涉图案化技术(DLIP)用于在钛表面生成层级状线形图案,以调控牙科种植体上的细胞黏附与铺展,从而提升骨整合效果。DLIP结构具有3、5、10和17微米的空间周期,采用脉宽10皮秒的激光源制备,累积能量密度介于0.1至78.9焦耳/平方厘米之间。处理后的样品上获得了激光诱导周期性表面结构(LIPSS)及亚微米特征。DLIP处理会形成厚氧化钛层,该层通过飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)进行成像与定量分析。激光处理数天后(30-56天),大空间周期试样呈现亲水性,而3微米空间周期的样品则呈疏水性。体外培养7天后,激光结构化样品上接种的人成骨细胞数量较喷砂酸蚀对照样品高出2.5倍。最后还展示了细胞在结构化三维牙科种植体上的黏附情况。
关键词: 牙科种植体、表面功能化、直接激光干涉图案化、骨整合、钛
更新于2025-09-19 17:13:59
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一种新型选择性激光熔融钛钽铌锆合金支架的骨再生与骨整合效应研究
摘要: 钛-钽-铌-锆(Ti-Ta-Nb-Zr)合金是目前可用于骨科应用的新型材料。然而,采用传统方法制造的这些支架存在孔径不规则、力学性能不佳以及孔隙间连通性差等缺点。本研究通过选择性激光熔融(SLM)技术打印出孔径可控(300~400微米)的多孔Ti-Ta-Nb-Zr(Ti 60%、Ta 2%、Nb 36%、Zr 2%)支架,并评估了其力学性能及体外成骨与体内骨整合效果。与多孔Ti6Al4V支架相比,多孔Ti-Ta-Nb-Zr支架在人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)的细胞增殖和粘附方面表现更优。成骨分化实验表明,Ti-Ta-Nb-Zr组hBMSCs的成骨分化能力显著强于Ti6Al4V组。将多孔Ti-Ta-Nb-Zr支架或对照支架植入兔股骨外侧髁圆柱形骨缺损部位后,初期影像学结果证实了这种新型3D打印支架具有优异的成骨活性。组织学分析进一步显示,Ti-Ta-Nb-Zr支架比Ti6Al4V支架更能有效促进骨再生和骨整合。本研究表明,SLM制造的多孔Ti-Ta-Nb-Zr支架在骨科临床应用方面具有显著潜力。
关键词: 多孔Ti-Ta-Nb-Zr合金,选择性激光熔融,骨整合,骨科植入物,成骨作用
更新于2025-09-12 10:27:22
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消费级钛应用 || 激光粉末床熔融制造的钛合金植入物骨再生研究综述
摘要: 生物材料上的骨再生是一个日益受到关注的话题,因为有望制造出能与现有骨骼结合的植入物。钛合金非常适合这一用途,已被证明具有生物相容性,同时具备适宜的力学性能[1]。此外,钛合金是金属增材制造(AM)领域研究最广泛的材料之一,这意味着可通过增材制造可靠地生产定制化植入物。最适合该应用的是粉末床熔融技术,其中激光粉末床熔融(LPBF)技术具有独特优势。本章重点研究通过LPBF技术制备纯钛和Ti6Al4V植入物的最新进展,聚焦骨整合的需求与实现能力。首节阐述骨组织结构及骨植入物的一般要求,明确不同类型植入物的差异化需求,并详细描述各类骨生长过程。随后章节讨论表面结构化——表面形貌与化学特性会显著影响骨生长的初始阶段,这对植入物成功至关重要。接下来介绍多孔结构(又称晶格结构),这类结构可实现骨长入与附着,该节阐述了此类晶格在促进骨生长方面的各项要求(孔径、晶格设计等),并总结当前研究成果。后续章节描述了通过LPBF制备的各类钛晶格结构的力学性能。接下来两节分别详细介绍了LPBF钛合金上骨生长的成功体外与体内实验。最后讨论章节总结了当前技术进展,并指明未来研究方向的关键需求。
关键词: 骨再生、钛合金、激光粉末床熔融、增材制造、骨整合
更新于2025-09-12 10:27:22