钛螺钉表面含硅二氧化钛纳米管层的体内成骨性能

文题释义：

生物力学：是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题进行定量研究的生物物理学分支。人与动物骨头的压缩、拉伸、断裂强度理论及其状态参数都可应用材料力学的标准公式计算。

生物活性：在材料领域里主要指能在材料与生物组织界面上诱发特殊生物、化学反应的特性，这种反应导致材料和生物组织间形成化学键合。在生物矿化过程中主要指生物材料与活体骨产生化学键合的能力，是衡量生物材料的一个重要指标。

背景：目前假体及骨植入材料多采用钛及其合金材料，该类材料具有优越的力学特性及优良的抗腐蚀性，但其生物活性不足，很难与骨组织之间形成良好的化学键合。

目的：在纯钛螺钉表面制备含硅二氧化钛纳米管涂层，观察其体内促成骨性能。

方法：利用阳极氧化法在纯钛螺钉表面制备二氧化钛纳米管层(阳性对照组)，采用等离子体浸没离子植入和沉积法将硅离子沉积在二氧化钛纳米管层表面(实验组)，以纯钛螺钉作为阴性对照组，采用扫描电镜观察各组形貌。将3种螺钉分别植入SD大鼠股骨内，植入后 2，4，6周取出股骨标本，进行生物力学检测；植入后6周进行免疫荧光分析。动物实验获得江南大学实验动物管理与动物福利伦理委员会批准。

结果与结论：①扫描电镜显示，实验组与阳性对照组均可见均匀一致的双层纳米管阵列，两组间无明显差异；②螺钉植入后第2，4周，实验组的螺钉平均峰值拔出力显著高于阳性对照组、阴性对照组(P < 0.05)，且阳性对照组显著高于阴性对照组(P < 0.05)；第6周时，3组螺钉的平均峰值拔出力比较差异无显著性意义(P > 0.05)；③螺钉植入后第6周免疫荧光显示，阴性对照组螺钉周围几乎没有新生骨附着，实验组及阳性对照组的螺纹周围可见广泛的新生骨附着，其中实验组新骨生成最多；④结果表明，含硅二氧化钛纳米管层在大鼠体内可显著促进纯钛螺钉周围新生骨形成，并增加螺钉拔出力。

https://orcid.org/0000-0003-4935-7919 (张贤俊)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 骨, 材料, 钛螺钉, 硅, 钛, 纳米管, 成骨, 涂层

引用本文：张贤俊, 赵锡江. 钛螺钉表面含硅二氧化钛纳米管层的体内成骨性能[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(16): 2461-2465.

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来源：中国组织工程研究杂志