牙种植体表面释放金属离子和颗粒的研究进展

自20世纪70年代Br?nemark提出“骨结合”的理论后，纯钛及钛合金因其良好的生物相容性和力学性能，成为应用最为广泛的牙科种植体材料，以工业纯钛TA3及Ti-6Al-4V合金为代表，工业纯钛TA3的抗腐蚀性能较低，强度较高，Ti-6Al-4V合金的强度较高，但抗腐蚀性能较低。虽然钛是一种活泼的金属，其表面暴露在空气中就能形成以TiO2为主要成分的氧化膜，以保护其内部金属进一步被腐蚀，但是在种植手术及种植体使用过程中，种植体均会受到外力，且长期处于口腔这个不稳定的环境中，磨损和腐蚀均会引起的口腔内牙种植体材料的降解，磨损是种植体表面机械或物理形式的降解，主要产生金属颗粒；而腐蚀是化学或电化学形式的降解，主要产生可溶性金属离子[1]。

随着种植技术的普及，越来越多的年轻缺牙患者接受了种植修复治疗，种植体将在患者体内与组织长期甚至终生接触并行使功能，这对钛或钛合金种植体的抗腐蚀性能及耐磨性能提出了很高的要求。骨结合的种植体可能释放金属离子或颗粒，并在人体远端分布，对生物体具有潜在影响。因此，本文对牙种植体释放金属离子和颗粒现象的研究进展做一综述，希望对于种植体加工技术及种植临床操作的改进提供理论依据。

1 发现及分布

近些年来，多项临床检测实验均表明钛及钛合金种植体会在人体中释放金属离子和颗粒。Olmedo等[2]对150例牙种植体覆盖螺丝旁口腔黏膜进行活检，发现其中40%的样本中存在金属颗粒与吞噬金属颗粒的免疫细胞。He等[3]比较了下颌植入种植体的患者与未接受种植治疗人群，发现在相同解剖位置，种植患者骨内Ti离子含量显著高于对照组。

钛及钛合金种植体释放的金属离子或颗粒多分布在种植体周围组织中，但也有学者在实验动物体内发现其也可分布至远端组织器官中，这一现象引起了广泛关注。在种植体周围，健康或种植体周炎的组织中，检出的Ti颗粒尺寸为100nm～54μm，且在邻近种植体的组织内，其密度更高[4]。Sarmiento-Gonzlez等[5]检测了种植手术后大鼠各脏器中钛含量，发现均有所增高，且Ti离子没有靶向器官，TiO2颗粒更易在肺部聚集。Meningaud等[6]应用X射线能量色散荧光分析技术检测到种植患者指甲中存在钛元素，而对照人群的指甲中未发现钛元素。除了牙种植体，对于接受人工膝关节或髋关节置换患者，Ti离子和颗粒也存在于新形成的骨小梁和周围血管中，甚至分布于肝、脾和腹部淋巴结中[7]。

2 影响牙种植体金属颗粒和离子释放的因素

在复杂的口腔环境中，许多因素影响着牙种植体金属颗粒和离子的释放。其中规范种植手术操作、减小基台种植体之间动度、优化基台-种植体连接方式、减少种植体周围菌斑附着、避免种植体周围形成高糖、低pH值的微环境等因素对均减少牙种植体金属颗粒及离子的释放具有显著意义，下文将分别详细介绍。

2.1 影响牙种植体耐磨性的因素

磨损是种植体表面机械或物理形式的降解，主要产生金属颗粒。牙种植体可能因植入过程中扭矩过大、骨密度较高、金属氧化膜被破坏、冲洗不充分等原因，产生较多金属颗粒并残留在周围组织中[8]。Deppe等[9]发现种植体在植入过程中会发生表面损伤，脱落的金属颗粒多集中在螺纹顶端。

种植义齿行使功能时基台-种植体界面会产生微动，引起种植体磨损，释放金属颗粒[10]。Klotz等[11]比较了氧化锆及钛合金的上部结构，发现前者基台-种植体界面因磨损导致种植体产生的金属颗粒更多。这可能与氧化锆较高的机械强度有关。另外，Blum等[12]证明当基台与种植体之间存在微间隙时，种植体与基台间的微动摩擦加剧，导致种植体金属颗粒释放增加。Alrabeah等[13]比较了多种基台-种植体连接方式，发现内连接设计及平台转移设计可以显著减少基台-种植体界面金属颗粒的脱落。

2.2 影响牙种植体抗腐蚀性的因素

腐蚀是种植体表面化学或电化学形式的降解，主要产生可溶性金属离子。种植体表面改性技术、上部结构的材料、生物膜菌斑的定植、氟化物的使用及全身状况等因素均会影响种植体的耐腐蚀性能，造成金属离子释放增加。

增加种植体表面粗糙度可以增加细胞的定植，促进骨结合，但可能会降低种植体抗腐蚀性能，目前有多种表面改性技术被用于提升种植体的骨结合能力，这些方法对抗腐蚀性能的影响程度不一。Díaz等[14]比较了5种种植体表面处理技术对抗腐蚀性能的影响，包括2种酸蚀技术、酸蚀+阳极氧化、喷砂酸蚀、机械加工，发现经过酸蚀+阳极氧化处理的纯钛种植体抗腐蚀性最强。Messer等[15]发现，在炎症环境及高血糖条件下，TiUnite?种植体抗腐蚀性能更强。

文章来源：《腐蚀科学与防护技术》 网址: http://www.fskxyfhjszz.cn/qikandaodu/2021/0304/503.html