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钛種植體表面生物改性的研究進展

  下面將為您介紹钛種植體表面生物改性的研究進展的相關內容,這將會花費您約兩到三分鐘的時間進行瀏覽,感謝您的閱讀:

  钛牙齒種植體表層微生物改性材料的研究成果。20世際50時代,Bränemark專家教授明確提出牙齒種植體骨融合基礎理論,爲口腔科錯颌缺少修補打開新的大門口。
     後代在提升嵌入技術性的與此同時,持續更改牙齒種植體表層特性以填補钛本身特性的不夠,如微生物可塑性、低吸水性等。
通過30多年,基本上産生較完善的物理化學和有機化學改性材料管理體系。但已經有科學研究表明,純粹更改牙齒種植體表層外貌和成份對牙齒種植體嵌入初期的體細胞回複改進實際效果不佳。牙齒種植體改性材料仍必須生物活性化學物質立即效果于周邊組織細胞,在短期內推動細胞的增殖、分裂和酸化。
      微生物改性材料是在物理學改性材料基本上,産生一定的膜結構工程或生物活性構造,載入特殊的生物活性化學物質,如微生物活性因子、活力蛋白質化學物質或藥品等,進而提升牙齒種植體表層生物活性。
      已經有試驗表明,微生物改性材料後的牙齒種植體在移植身體內初期就可以釋放出來生物活性化學物質,且體細胞回複反映更快速,細胞的增殖和分裂主題活動更顯著。這不僅僅提升了骨融合水准,也減少了骨痊愈時長,真真正正實際意義上把可塑性的純钛變爲有機化學的金屬材料假體。現從微生物改性材料的首要活性物質和常見方式2個層面具體描述钛牙齒種植體微生物改性材料的研究現狀。
1.钛牙齒種植體微生物改性材料的首要活性物質。現階段用以微生物改性材料的活性物質包含細胞生長因子、活性多肽或蛋白質類化合物及藥物制劑專業。細胞生長因子是人體內的主要調控因素,對管控人體成長發育和新陳代謝有關鍵功效。現階段與骨痊愈和修補有直接的關聯的細胞生長因子主要包含血細胞衍化因素(platelet-derived growth factor,PDGF)、毛細血管表皮細胞生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、纖維細胞細胞生長因子(fibroblast growth factor,FGF)、甘精胰島素樣細胞生長因子(insulin-like growth factor,IGF)、轉換細胞生長因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)超家族及TGF-β亞大家族——骨形狀産生蛋白質2(bone morphogenic protein-2,BMP-2)。這種細胞生長因子可不一樣水平推動骨細胞的增殖分裂,提升成骨工作能力。
      活性多肽或蛋白質類化合物現階段應用較普遍。精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(arginine-glycine-aspartic,RGD)活性多肽編碼序列是身體普遍存在的一類骨有關蛋白質依靠物,大部分骨骼細胞信號通路的激話及以後的生長發育、繁殖均依靠RGD活性多肽編碼序列,其能合理調整骨細胞的增殖分裂,與此同時提升骨骼細胞對生物活性化學物質的粘附。除此之外,一些非膠原如絲素蛋白及骨鈣蛋白等均對骨細胞分化分裂及酸化有關鍵的控制功效。藥物制劑專業在現階段牙齒種植體改性材料中的使用也較多,例如抑菌鎮痛藥物阿昔洛韋、鹵代呋喃酮類物質,骨質疏松類藥斯托克頓膦酸鈉緩釋片、辛伐他汀等。一定含量的藥品可降低微生物菌種菌膜生長發育,提升成骨細胞痊愈和恢複工作能力;在種植牙嵌入後起抗菌、推動骨形成的效果並可減輕骨質疏松産生的成骨不夠。

2.钛牙齒種植體微生物改性材料方式。現階段,牙齒種植體表層微生物改性的方法已由起初簡易的物理化學吸咐,逐漸改善産生如納米技術化方式、離子鍵融合技術性、自組裝技術及Dna鏈有關技術性等較專業的方式。這種方式均在一定水平上增強了牙齒種植體表層外貌的可靠性。除此之外,微生物改性材料方式使牙齒種植體表層産生藥品控釋系統軟件,更有益于生物活性化學物質高效、平穩地功效于成骨細胞。
(1)物理學吸咐:根據活性物質與一定pH的緩沖液混和,再將牙齒種植體滲入水溶液一定時長,活性物質與金屬表層借助非共價鍵(範德瓦耳斯力、共價鍵、靜電作用、分子軌道能)吸咐融合。這類方式使用方便,但結合性較差,且生成的改性材料層薄厚不勻稱,有很大的局限。
(2)納米材料:是現階段普遍采用的改善方式之一,根據陽極氧化處理、噴沙等解決更改牙齒種植體表層外貌,産生配備生物活性化學物質的納米技術媒介構造,使納米技術構造與媒介一同充分發揮,推動成骨細胞生長發育和痊愈。
1)二氧化钛納米碳管列陣:在牙齒種植體表層根據水熱法、硬模版法、膠體溶液-疑膠法及其陽極氧化處理法等産生二氧化钛納米碳管列陣,再于納米碳管上配備有關生物活性化學物質。納米碳管列陣爲頂端張口底端封閉式的勻稱二氧化钛膜結構工程,根據操縱物質的量濃度、電解質溶液成份、反映工作電壓、環境溫度和時間等要素,更改二氧化钛納米技術壁厚孔徑、薄厚及形狀。
納米碳管列陣可主要表現出良好的相溶性,在種植牙嵌入初期既有體細胞僞足伸進並定量化于納米碳管壁厚;
在骨痊愈全過程中,納米碳管列陣主要表現出不錯的抗菌性;其爲生物活性化學物質給予配備構造,使多種多樣生物活性化學物質能平穩地定量化于牙齒種植體表層。

Lee等根據真空泵浸塗將重組人BMP-2(recombinant human BMP-2,rhBMP-2)生物大分子載入于牙齒種植體納米碳管列陣中,再將植體嵌入新加坡白兔踝關節內,8星期過後機構形狀定性分析表明,納米碳管載入rhBMP-2組的骨-牙齒種植體融合度及短時間的成骨率均高過3個對照實驗(空缺組、噴砂工藝組、納米碳管組)。Zhang等覺得,應用真空泵抽說法可提升生物活性化學物質在納米碳管表層的粘合力,並産生比較穩定的藥品控釋系統軟件。將重組人PDGF(recombinant human PDGF,rhPDGF)載入于納米碳管表層,真空泵抽提10 min後取下,電鏡由此可見rhPDGF-BB呈微球型粘附于納米技術壁厚內及納米碳管表層。
酶聯免疫吸咐測量表明,rhPDGF-BB在身體之外呈緩控情況,蛋白印痕法表明,rhPDGF-BB的遲緩釋放出來可上漲PDGF因素有關轉錄因子磷酸化蛋白激酶B和磷酸化體細胞外調整蛋白激酶的表述水准。Yang等在納米碳管上添加聚乳酸膠團顆粒和藥品試品維他命C及阿斯匹林,合理産生了藥品控釋系統軟件,分子動力學仿真模擬及其損耗顆粒動力學模型實驗數據顯示,藥品試件分散化于聚乳酸栽培基質中,並隨聚乳酸溶解遲緩釋放出來,釋放時長超出240 h。Kim等將藥品及GRGDS活性多肽編碼序列(glycine-arginine-glycine-aspartic acid-serine)載入于納米碳管列陣上,身體內外試驗表明,納米碳管列陣與生物活性化學物質可一同推動骨骼細胞活力,推動骨形成和骨融合。

2)金納米顆粒:膜結構工程常均存有骨傳導阻礙,並使牙齒種植體表層喪失應該有的表面粗糙度,這種要素均可危害骨融合。
金納米顆粒遮蓋型膜結構工程有一定的表面粗糙度,可提升成骨細胞與種植牙的結合性,處理傳統式膜結構工程的不夠。
Shim等根據電噴漆將FGF-2高分子材料高聚物金納米顆粒噴漆于陽極氧化處理後的钛表層,仿真模擬血液試驗表明,FGF-2呈緩控情況,釋放出來時長在2周上下,且釋放出來效率與高聚物內FGF-2濃度值及納米顆粒規格呈成正比。
牙齒種植體和人骨腫瘤體細胞共培養4 h後由此可見體細胞外伸顯著的線狀僞足,且體細胞與钛表層融合堅固。
FGF-2不但可同時效果于骨骼細胞並提高其活力,還可與此同時産生金納米顆粒物理學構造,提升钛外表粗糙度,從而提升體細胞的延伸及固定不動。Sharma等將絲素蛋白納米顆粒根據偶聯劑偶聯反應于牙齒種植體表層,並在絲素蛋白上配備青黴素;
身體之外塑造表明,絲素蛋白有良好的負荷工作能力,且對青黴素有控釋功效。青黴素的不斷釋放出對細菌病毒等發病要素有良好的抑制效果。與此同時,絲素蛋白顆粒物本身推動了骨細胞分化分裂及粘附。根據納米技術改性材料完成生物活性化學物質的配備是現在應用較多的方式,改性材料後的牙齒種植體對成骨細胞痊愈有良好的推動作用。但現階段對納米碳管列陣的管經及納米顆粒規格等均無統一結果,有待深入分析。

(3)離子鍵融合技術性:根據矽烷偶聯劑或偶聯劑使钛表層與有關生物活性化學物質間産生整齊的離子鍵(離子鍵、共價化合物、金屬鍵)融合。一種方式即在金屬材料與生物活性化學物質中添加矽烷偶聯劑、偶聯劑或抗氧化劑,根據其2個活力官能團以共價化合物方法將钛與生物活性化學物質結合在一起。常見的化學藥品有膽堿、聚乙二醇、聚吡咯、偶聯劑γ
-氨丙基三乙氧基矽烷等。以膽堿爲例子,其帶有羟基和鄰苯二酚甲基官能團,在油相物質中不但可自聚,與此同時可與別的官能團産生共價偶聯反應。
Zhang等根據膽堿將酪氨酸酶活性的IGF-1與钛偶聯反應,使IGF-1能平穩載入于牙齒種植體表層,與此同時能同時效果于成骨細胞。

(4)自組裝技術性:自組裝技術性是高分子材料結構單元間存有一些特殊官能團,二種官能團間自發性以非共價鍵融合,進而産生一定的標准井然有序構造。在臨床醫學中,應用自組裝技術性産生多元化的短肽、核酸結構,爲此産生新式活性物質測試工具或開展有關疾病治療。
自組裝技術性在牙齒種植體改性材料中可填補物理學氣相色譜堆積的不夠,適用物理學氣相色譜堆積中沒法汽化的高分子式,在液體中可使二種化學物質産生勻稱平穩的複合結構,且相比于別的膜結構工程,自組裝技術性配備生物活性化學物質融合堅固,不容易剝落,能更平穩長久地功效于周邊機構。Lee等將茶酚聚合物納米顆粒逐層自組裝于钛表層,産生較平穩的共價及非共價結合性,並由茶酚陽離子官能團融合BMP-2産生比較穩定的改性材料構造;身體之外人體脂肪胚胎幹細胞塑造表明,體細胞主要表現出不錯的粘附、繁殖工作能力,乳酸脫氫酶檢測表明細胞增殖和體細胞活力較強;與此同時,該構造産生比較好的藥品控釋系統軟件,BMP-2釋放出來時長超出35 d。Lv等根據自組裝技術性將殼聚糖和藻酸鹽産生複合結構並配備米諾環素,數據顯示自組裝後牙齒種植體有優良的吸水性,且構造平穩,與此同時主要表現出長久的抗菌實際效果。
Tack等將空氣氧化後的钛與牛血清蛋白各自開展自組裝及矽烷偶聯劑融合;數據顯示,二種技術性均能做到良好的融合實際效果,但矽烷偶聯劑融合技術性很有可能幹擾乃至阻隔蛋白質功能,體細胞對蛋白質的消化率也有些降低。因而自組裝技術性在微生物安全及體細胞相溶性層面具有優點。

(5)Dna鏈混種雜交技術性:憑借Dna鏈或DNA寡核糖核苷酸(oligodeoxynucleotide,ODN)相輔相成融合,將生物活性化學物質固定不動于牙齒種植體表層。基本概念是最先在牙齒種植體表層定量化一段多肽鏈鏈,將配備生物活性化學物質的另一端多肽鏈鏈與之混種雜交相輔相成,生物活性化學物質隨相輔相成鏈構造配備于牙齒種植體表層。微生物方式的非特異高,配備可靠性好,且可産生控釋系統軟件。但必須開展較嚴謹的Dna鏈非特異挑選全過程,實際操作較繁雜。
Wolf-Brandstetter等核對不一樣種類ODN載入系統軟件後覺得,采用多聚腺苷酸、提升多肽鏈鏈相對密度、減少多肽鏈鏈長短、在反映水溶液中加上Mg正離子等對策,可提升多肽鏈鏈的相輔相成度及生物活性化學物質的配備量。
Schliephake等覺得,根據操縱DNA鏈的類型及相對分子質量完成一定的藥品濃度梯度,能更合理操縱藥品釋放出來,進而使藥品能平穩高效功效于周邊機構。
Dna鏈混種雜交技術性是一種新式改性材料方式,其規定媒介及配備化學物質均有較高的屬種非特異,且DNA的加盟對人體的危害仍不確立,需進一步科學研究。除此之外,DNA形狀構造無法操縱也是改性材料的一大難點。
      有研究者將蛋白做爲定形化學物質插進堿基對中間,使DNA的構造可操控性提升,且蛋白與DNA可一同推動成骨。
Sakurai等根據三氟代乙烷磺酰氯激話及自組裝技術性將魚精蛋白和DNA鏈固定不動于牙齒種植體表層,經身體內外試驗確認,DNA與魚精蛋白産生了較平穩的構造,對牙齒種植體初期成骨(3個星期內)有充分功效,且對革蘭陽性菌有顯著的抑制效果。
      現階段微生物改性的方法較多,大多數選用一些媒體化學物質偶聯反應,産生牙齒種植體-膜-生物活性化學物質複合型層構造。生物活性化學物質的加盟對骨骼細胞生長發育繁殖、病原菌操縱等均立即合理,是一種更優質的改善方式。但在應用微生物改性材料物質的與此同時,應留意摻加物類型、劑量及其一定時間段內釋放出來濃度值的操縱。微生物改性材料後的藥品短時間釋放出來僅危害初期骨修補,且部分細胞生長因子的短期內很多釋放出來很有可能造成一定的毒素反映,乃至造成病症(發炎、骨形成出現異常、纖維腺瘤、腫瘤等)的産生。因而,在牙齒種植體表層産生控釋系統軟件,使生物活性化學物質遲緩、不斷釋放出來仍是要深入探究的網絡熱點。

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