羟基磷灰石涂层的钛-75合金种植体的犬骨内种植实验
作者：胡科军 陈必胜 陶长仲 姜晓钟 曾绍先 杨志雄
单位：陈必胜(第二军医大学，上海 200003)；陶长仲(第二军医大学，上海 200003)；姜晓钟(第二军医大学，上海 200003)；胡科军(海军411医院颌面外科，上海 200081)；曾绍先(中国科学院上海硅酸盐研究所)；杨志雄(中国科学院上海硅酸盐研究所)
关键词：羟基磷灰石种植体；生物相容性；生物力学
第二军医大学学报000329 【摘要】 目的：观察评估羟基磷灰石(HA)烧结涂层的钛-75(Ti-75)合金种植体(HATI)的生物学性能与生物力学特性。方法：应用穿皮质骨种植模型，以纯钛种植体(PTI)作对照，在双侧犬股骨内种植HATI和PTI共32枚，在术后3个月和6个月处死动物取材。应用组织学、定量组织学、推出试验、扫描电镜等方法，观察种植体骨界面的结合情况和剪切强度。结果：HATI与PTI均与骨组织形成了骨性结合；HATI的骨性结合率与界面剪切强度均显著高于同期PTI (P<0.01)；种植后6个月，HATI的剪切强度达12.76 MPa，扫描电镜示种植体骨界面断裂大部分在涂层骨组织界面和涂层内部。结论：HATI具有良好的生物相容性和生物力学性能，是值得进一步研究、并可望试用于临床的种植体。
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【中图分类号】 R 318.08 【文献标识码】 A 【文章编号】 0258-879X(2000)03-0290-04
Experimental study of hydroxyapatite coated
Ti-75 alloy implant in dogs
CHEN Bi-Sheng TAO Chang-Zhong JIANG Xiao-Zhong
(Department of Stomatology, Changzheng Hospital, Second Military Medical University, Shanghai 200003, China)
HU Ke-Jun
, 百拇医药
(Department of Maxillofic Surgery, No.411 Hospital of PLA, Shanghai 200081)
ZENG Shao-Xian YANG Zhi-Xiong
(Institute of Silicate, Academia Sinica)
【ABSTRACT】 Objective: To evaluate the biocompatibility and bio-mechanical of HA sintering coated Ti-75 alloy implant (HATI). Methods: A transcortical implant model was used. A total of 32 implants of HATI and pure titanium implant (PTI) were implanted into bilateral femur of 4 adult mongrel dogs. The animals were killed 3 or 6 months after surgery. The implant-bone interfaces were observed by X-ray examination, morphological and quantitative histological examination. The shear strength at implant-bone interface was examined by push-out test, and the failure interfaces were observed by SEM. Results: Osseo-intergration was confirmed in the both interfaces of HATI and PTI with bone. The osseo-intergration rate and shear strength of HATI were greater than that of PTI at the same period(P<0.01). After 6 months, the shear strength of HATI reached 12.76 MPa, SEM showed the major failure at interfaces of coating-bone and within the coating. Conclusion: The results of this study indicate that HATI is biocompatible and has better biomechanics. The HATI is worth further investigating and could be recommended for clinical applications.
, 百拇医药
【KEY WORDS】 hydroxyapatite implant; biocompatibility; biomechanics▲
[Acad J Sec Mil Med Univ, 2000, 21(3): 290-293]
羟基磷灰石(HA)作为复合种植体涂层材料的优越性已得到公认，但涂层HA在成分和结构上有一定程度的改变，可产生一定的生物降解性[1]。因此，有的学者认为HA烧结涂层的Ti-75合金种植体(HATI)的远期效果尚不能肯定。烧结HA在界面组织学、剪切强度方面与喷涂涂层HA相似，在生物稳定性方面优于喷涂涂层HA[2]。新型钛合金--Ti-75(TiAlMoZr)作为HATI 基底材料，国内外均未见报道。本实验的HATI，基底材料选用理化性能方面有特点，并已证实具有良好生物相容性的Ti-75合金[3]；HA涂层的涂层液配方和烧结方式进行了改良。实验采用穿犬皮质骨种植模型，以纯钛种植体为对照，初步观察和评价HATI 的生物学与生物力学性能，为进一步研制和临床试用做准备。
, 百拇医药
1 材料和方法
1.1 种植体的制备 纯钛(PTI)由陕西宝鸡西北有色金属研究院提供；HATI由中国科学院上海硅酸盐研究所制作；基底材料为Ti-75合金，由陕西宝鸡西北有色金属研究院提供；HA涂层厚度为(95±5) μm,涂层表面经X线衍射、红外光谱分析，证实存在HA相。以上两种种植体均制成长12.0 mm、直径4.0 mm的圆柱体。
1.2 实验动物及手术方法 选用健康成年杂种雄性犬4只，体质量12～16 kg，随机分成两组。戊巴比妥钠(25 mg/kg)静脉注射麻醉，常规股骨种植手术，根据术前按随机原则的排序，每根股骨中段穿双侧皮质骨植入种植体各2枚，相距约1.5 cm。
1.3 标本的采取和制备 种植后3个月和6个月，用机械方法处死动物各2只，取双侧股骨，X线摄片后，将每1枚种植体中央锯开，制成2个带骨的种植体标本。
, 百拇医药
1.3.1 新三色染色 随机取各期标本各2个，10%甲醛液固定，蒋氏固定兼脱钙液脱钙，去除标本中的种植体，石蜡包埋，与种植体长轴垂直方向切片；1%磷钨酸水溶液处理5 min脱蜡；浸入25℃0.1%水溶性蓝10 min，水洗；苦味酸/桔黄G液(1∶9)混合液处理1～2 min，水洗；丽春红混合液处理10 min，水洗；纯乙醇迅速脱水3次，封固。
1.3.2 H-E染色 随机取各期标本各6个，常规脱钙，去除种植体，石蜡包埋，与种植体长轴垂直方向切片，常规H-E染色。
1.3.3 扫描电镜标本的制备 将推出试验后的标本置于含2%多聚甲醛、0.5%戊二醛的0.1 mol/L磷酸缓冲液中固定，常规制备扫描电镜标本。
1.4 实验观察指标
1.4.1 肉眼观察 观察动物术后的表现，X线片上各种植体周围组织生长及新骨钙化情况。
, 百拇医药
1.4.2 组织学观察 普通光镜下观察两种染色切片种植体骨界面的新骨生长、钙化以及其他组织如纤维组织情况，并判别种植体骨界面的结合类型。
1.4.3 定量组织学观察 取每一标本的H-E染色切片3张，在光镜下，用光标沿着界面划出骨与种植体可接触的总长度；用同样的方法，根据种植体骨界面的结合情况，划出界面骨性结合部分的长度，其长度经APDLLDON 3500计算机辅助图像处理系统处理，得骨性结合率(osseointegration rate)＝(骨与种植体直接接触的实际长度/骨与种植体接触的总长度)×100%。
1.4.4 界面剪切强度测试 在Instron-1122型万能力学试验仪上进行推出试验，加载速度为5 mm/min；种植体骨界面的结合力F(N)；种植体与骨皮质的结合面积(m2)；剪切强度(Pa)=剪切力/面积。
1.4.5 扫描电镜观察 观察种植体骨界面的种植体面和组织面的情况。
, 百拇医药
1.5 统计学检查 数据用
±s表示，用t检验判断显著性差别。
2 结 果
2.1 肉眼观察 两组动物均在术后1 h后清醒，2 d能站立，10 d正常行走；伤口愈合良好，未见炎症反应与裂开。X线片见两种种植体的骨界面及其附近均未见线状阴影和骨质密度减低现象，暴露于髓腔内和骨皮质外的种植体表面可见薄层阻射影，HATI的阻射影密度较PTI的高，范围较PTI的大。
2.2 组织学 3个月后，HATI骨界面大部分为钙化骨包绕，少量区域为类骨质沉积，未见明显的纤维组织；种植体骨界面的边缘参差不齐，提示新骨长入粗糙的HA涂层表面(图1A)；位于髓腔内的HATI表面，可见大量新骨沉积；种植体骨界面与髓腔内HATI表面均未见炎细胞浸润。PTI骨界面可见钙化骨、编织骨、类骨质、骨基质和纤维结缔组织，并可见较多的血管腔；髓腔内的种植体表面可见成骨现象，未见明显的炎细胞浸润(图1B)。6个月后，HATI骨界面几乎全为成熟的板层骨沉积，未见明显的纤维结缔组织介入；原骨床和新生骨已融为一体(图1C)。PTI表面大部分为钙化骨，其他的可见类骨质、骨基质和少量纤维组织；血管腔较3个月的少；哈佛系统可见；原骨床和新生骨难以辨别(图1D)。
, 百拇医药
2.3 定量组织学 结果见表1。同种植期的HATI的骨性结合率较PTI高，差别显著 (P<0.01)。种植后6个月与3个月的相比，HATI的骨性结合率无显著差别(P>0.05)，PTI有明显的增加(P<0.01)。
2.4 剪切强度 结果见表2。同期种植的HATI界面剪切强度是PTI的2倍以上，差别显著(P<0.01)。从3个月到6个月种植体骨界面的剪切强度都在进一步增加，增加的相对量呈同步上升。
2.5 扫描电镜观察 HATI骨界面的断裂大部分在涂层HA与骨组织之间和涂层HA内部，也观察到少量的HA涂层与基底材料之间断裂；HA涂层致密，偶见小孔穴，但无组织长入(图2A)；相应的骨组织面可见成熟的钙化骨，可见断裂在骨组织中的HA涂层；种植后3个月与6个月相比，HA涂层内部的断裂区域有所扩大；HA涂层在种植前、种植3个月和6个月后，未见有明显差别。TI表面偶见骨组织附丽，未见表面破坏；相应骨面可见新生骨质如板层骨、编织骨、类骨质以及纤维组织等。从3个月到6个月，相应的接触面有所扩大，新生骨的钙化程度有所增加(图2B)。
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图1 HATI和PTI种植后的种植体骨界面
Fig 1 Interfaces of HATI and PTI with bone after histological implanting
A: A histological section of a 3-month interface of HATI with bone(×100); B: A histological section of a 3-month interface of PTI
with bone(×100);C: A histological section of a 6-month interface of HATI with bone(×100);D: A histological section of
a 6-month interface of PTI with bone(×100)
, 百拇医药
表1 两种种植体2个时间的骨性结合率
Tab 1 The osseo-integration rate(n=6,±s，%) Period(t/month)
PTI
HATI
3
59.55±7.03
85.84±5.22**
6
81.39±6.12△△
, 百拇医药
92.18±4.20**
**P<0.01 vs PTI; △△P<0.01 vs 3 month表2 两期两种种植体界面的剪切强度
Tab 2 The interface strength(n=7，±s，p/MPa) Period(t/months)
PTI
HATI
3
3.61±0.85
7.84±0.99**
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6
5.93±0.67
12.76±1.45**
**P<0.01 vs PTI
3 讨 论
种植体具有良好的生物相容性，主要体现在能够与骨组织形成骨性结合；影响种植体骨界面结合的其他因素有种植体的设计与表面结构，种植技术、种植体初期稳固度和宿主因素等。本实验的结果显示HATI和PTI均形成骨性结合，证实了本实验在以上各方面的特性与合理性。从组织学观察中发现，HATI骨界面边缘毛糙，作者认为是HA与骨组织之间的生物化学性结合之故；HATI的新生骨较PTI成熟；在髓腔内，HATI的新生骨量较PTI的多且成熟；同期的骨性结合率HATI较PTI高(P<0.01)；从3个月到6个月，HATI无显著增高(P>0.05)，PTI增高显著(P<0.01)；HATI的剪切强度高于同期的PTI(P<0.01)。上述结果都说明了HATI加速了种植体与骨组织的愈合，这与Dalton等[3]的报道相一致。致密的HA无生物降解性。Cook等[4]对HA涂层种植体进行犬股骨种植，34周后未发现涂层HA的厚度改变。本实验的SEM示涂层HA致密；初步观察HA涂层在种植前、种植后3个月和6个月，未见有明显差别，即未发生明显的涂层HA的生物降减与吸收。关于HATI的生物降解性问题，还有待于进一步的验证。
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图2 HATI和PTI种植后的电镜观察
Fig 2 The EM observating for interfaces of HATI and PTI with bone after implanting
A: A SEM view of a HATI 3 month, the failure at the implant-bone interface and through
the HA(×50);B: A SEM view of a bone interface of a PTI 6 month (×50)
HA涂层种植体骨界面的剪切强度由涂层骨组织界面、涂层内部、涂层基底材料界面等组成。涂层基底材料界面的剪切强度与基底材料的性质、结构和涂层技术，涂层配方等密切相关。涂层HA与骨组织的生物化学性结合具有很高的结合强度，高于同期的纯钛种植体；种植2个月，推出试验后种植体骨界面的断裂就可发生在涂层基底材料界面和涂层HA内部；随着时间的推移，涂层基底材料界面和涂层内部断裂越来越多[5]。本实验的结果显示HATI的剪切强度是同期PTI的2倍以上(P<0.01)，说明HATI的生物力学性能优于PTI。SEM显示HATI骨界面的机械性断裂大部分在涂层骨界面和涂层HA内部，较少发生在涂层基底材料界面；这与Cook等[4]报道的早期主要发生在涂层骨界面，8周以后主要发生在涂层基底材料界面与涂层HA内部有区别。提示本HATI的涂层基底材料界面与涂层HA内部具有较高的剪切强度，说明本HATI在种植体骨界面的剪切强度上以及基底材料的选用、涂层技术和涂层配方上有特点；同时提示Ti-75 合金是值得进一步研究的HA涂层种植体的基底材料。■
, 百拇医药
作者简介：胡科军(1965-)，男(汉族)，硕士，主治医师
【参 考 文 献】
[1] Ogiso M, Yamashita Y, Matsumoto T. Differences in microstructural characteristics of dense HA and HA coating[J]. J Biomed Mater Res, 1998, 41(2): 296-303.
[2] Wang S, Lacefied WR, Lemons JE. Interfacial shear and histology of plasma sprayed and sintered hydroxyapatite implants in vivo[J]. Biomaterials, 1996,17(20): 1945-1970.
, 百拇医药
[3] Dalton JE, Cook SD. In vivo mechanical and histological characteristics of HA-coated implants vary with coating vendor[J]. J Biomed Mater Res, 1995,29(2):239-245.
[4] Cook SD, Rust-Dawicki AM. In vivo evaluation of a CSTi dental implant: a healing time course study[J]. J Oral Implantol，1995,21(3): 82-90.
[5] Ogiso M, Yamamura M, Kuo PT, et al. Comparative push-out test of dense HA implants and HA-coated implant: findings in a canine study[J]. J Biomed Mater Res, 1998, 39(3): 364-372.
【收稿日期】 1999-10-08
【修回日期】 1999-12-05
【本文编辑】 张寓景, 百拇医药
单位：陈必胜(第二军医大学，上海 200003)；陶长仲(第二军医大学，上海 200003)；姜晓钟(第二军医大学，上海 200003)；胡科军(海军411医院颌面外科，上海 200081)；曾绍先(中国科学院上海硅酸盐研究所)；杨志雄(中国科学院上海硅酸盐研究所)
关键词：羟基磷灰石种植体；生物相容性；生物力学
第二军医大学学报000329 【摘要】 目的：观察评估羟基磷灰石(HA)烧结涂层的钛-75(Ti-75)合金种植体(HATI)的生物学性能与生物力学特性。方法：应用穿皮质骨种植模型，以纯钛种植体(PTI)作对照，在双侧犬股骨内种植HATI和PTI共32枚，在术后3个月和6个月处死动物取材。应用组织学、定量组织学、推出试验、扫描电镜等方法，观察种植体骨界面的结合情况和剪切强度。结果：HATI与PTI均与骨组织形成了骨性结合；HATI的骨性结合率与界面剪切强度均显著高于同期PTI (P<0.01)；种植后6个月，HATI的剪切强度达12.76 MPa，扫描电镜示种植体骨界面断裂大部分在涂层骨组织界面和涂层内部。结论：HATI具有良好的生物相容性和生物力学性能，是值得进一步研究、并可望试用于临床的种植体。
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【中图分类号】 R 318.08 【文献标识码】 A 【文章编号】 0258-879X(2000)03-0290-04
Experimental study of hydroxyapatite coated
Ti-75 alloy implant in dogs
CHEN Bi-Sheng TAO Chang-Zhong JIANG Xiao-Zhong
(Department of Stomatology, Changzheng Hospital, Second Military Medical University, Shanghai 200003, China)
HU Ke-Jun
, 百拇医药
(Department of Maxillofic Surgery, No.411 Hospital of PLA, Shanghai 200081)
ZENG Shao-Xian YANG Zhi-Xiong
(Institute of Silicate, Academia Sinica)
【ABSTRACT】 Objective: To evaluate the biocompatibility and bio-mechanical of HA sintering coated Ti-75 alloy implant (HATI). Methods: A transcortical implant model was used. A total of 32 implants of HATI and pure titanium implant (PTI) were implanted into bilateral femur of 4 adult mongrel dogs. The animals were killed 3 or 6 months after surgery. The implant-bone interfaces were observed by X-ray examination, morphological and quantitative histological examination. The shear strength at implant-bone interface was examined by push-out test, and the failure interfaces were observed by SEM. Results: Osseo-intergration was confirmed in the both interfaces of HATI and PTI with bone. The osseo-intergration rate and shear strength of HATI were greater than that of PTI at the same period(P<0.01). After 6 months, the shear strength of HATI reached 12.76 MPa, SEM showed the major failure at interfaces of coating-bone and within the coating. Conclusion: The results of this study indicate that HATI is biocompatible and has better biomechanics. The HATI is worth further investigating and could be recommended for clinical applications.
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【KEY WORDS】 hydroxyapatite implant; biocompatibility; biomechanics▲
[Acad J Sec Mil Med Univ, 2000, 21(3): 290-293]
羟基磷灰石(HA)作为复合种植体涂层材料的优越性已得到公认，但涂层HA在成分和结构上有一定程度的改变，可产生一定的生物降解性[1]。因此，有的学者认为HA烧结涂层的Ti-75合金种植体(HATI)的远期效果尚不能肯定。烧结HA在界面组织学、剪切强度方面与喷涂涂层HA相似，在生物稳定性方面优于喷涂涂层HA[2]。新型钛合金--Ti-75(TiAlMoZr)作为HATI 基底材料，国内外均未见报道。本实验的HATI，基底材料选用理化性能方面有特点，并已证实具有良好生物相容性的Ti-75合金[3]；HA涂层的涂层液配方和烧结方式进行了改良。实验采用穿犬皮质骨种植模型，以纯钛种植体为对照，初步观察和评价HATI 的生物学与生物力学性能，为进一步研制和临床试用做准备。
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1 材料和方法
1.1 种植体的制备 纯钛(PTI)由陕西宝鸡西北有色金属研究院提供；HATI由中国科学院上海硅酸盐研究所制作；基底材料为Ti-75合金，由陕西宝鸡西北有色金属研究院提供；HA涂层厚度为(95±5) μm,涂层表面经X线衍射、红外光谱分析，证实存在HA相。以上两种种植体均制成长12.0 mm、直径4.0 mm的圆柱体。
1.2 实验动物及手术方法 选用健康成年杂种雄性犬4只，体质量12～16 kg，随机分成两组。戊巴比妥钠(25 mg/kg)静脉注射麻醉，常规股骨种植手术，根据术前按随机原则的排序，每根股骨中段穿双侧皮质骨植入种植体各2枚，相距约1.5 cm。
1.3 标本的采取和制备 种植后3个月和6个月，用机械方法处死动物各2只，取双侧股骨，X线摄片后，将每1枚种植体中央锯开，制成2个带骨的种植体标本。
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1.3.1 新三色染色 随机取各期标本各2个，10%甲醛液固定，蒋氏固定兼脱钙液脱钙，去除标本中的种植体，石蜡包埋，与种植体长轴垂直方向切片；1%磷钨酸水溶液处理5 min脱蜡；浸入25℃0.1%水溶性蓝10 min，水洗；苦味酸/桔黄G液(1∶9)混合液处理1～2 min，水洗；丽春红混合液处理10 min，水洗；纯乙醇迅速脱水3次，封固。
1.3.2 H-E染色 随机取各期标本各6个，常规脱钙，去除种植体，石蜡包埋，与种植体长轴垂直方向切片，常规H-E染色。
1.3.3 扫描电镜标本的制备 将推出试验后的标本置于含2%多聚甲醛、0.5%戊二醛的0.1 mol/L磷酸缓冲液中固定，常规制备扫描电镜标本。
1.4 实验观察指标
1.4.1 肉眼观察 观察动物术后的表现，X线片上各种植体周围组织生长及新骨钙化情况。
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1.4.2 组织学观察 普通光镜下观察两种染色切片种植体骨界面的新骨生长、钙化以及其他组织如纤维组织情况，并判别种植体骨界面的结合类型。
1.4.3 定量组织学观察 取每一标本的H-E染色切片3张，在光镜下，用光标沿着界面划出骨与种植体可接触的总长度；用同样的方法，根据种植体骨界面的结合情况，划出界面骨性结合部分的长度，其长度经APDLLDON 3500计算机辅助图像处理系统处理，得骨性结合率(osseointegration rate)＝(骨与种植体直接接触的实际长度/骨与种植体接触的总长度)×100%。
1.4.4 界面剪切强度测试 在Instron-1122型万能力学试验仪上进行推出试验，加载速度为5 mm/min；种植体骨界面的结合力F(N)；种植体与骨皮质的结合面积(m2)；剪切强度(Pa)=剪切力/面积。
1.4.5 扫描电镜观察 观察种植体骨界面的种植体面和组织面的情况。
, 百拇医药
1.5 统计学检查 数据用
±s表示，用t检验判断显著性差别。2 结 果
2.1 肉眼观察 两组动物均在术后1 h后清醒，2 d能站立，10 d正常行走；伤口愈合良好，未见炎症反应与裂开。X线片见两种种植体的骨界面及其附近均未见线状阴影和骨质密度减低现象，暴露于髓腔内和骨皮质外的种植体表面可见薄层阻射影，HATI的阻射影密度较PTI的高，范围较PTI的大。
2.2 组织学 3个月后，HATI骨界面大部分为钙化骨包绕，少量区域为类骨质沉积，未见明显的纤维组织；种植体骨界面的边缘参差不齐，提示新骨长入粗糙的HA涂层表面(图1A)；位于髓腔内的HATI表面，可见大量新骨沉积；种植体骨界面与髓腔内HATI表面均未见炎细胞浸润。PTI骨界面可见钙化骨、编织骨、类骨质、骨基质和纤维结缔组织，并可见较多的血管腔；髓腔内的种植体表面可见成骨现象，未见明显的炎细胞浸润(图1B)。6个月后，HATI骨界面几乎全为成熟的板层骨沉积，未见明显的纤维结缔组织介入；原骨床和新生骨已融为一体(图1C)。PTI表面大部分为钙化骨，其他的可见类骨质、骨基质和少量纤维组织；血管腔较3个月的少；哈佛系统可见；原骨床和新生骨难以辨别(图1D)。
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2.3 定量组织学 结果见表1。同种植期的HATI的骨性结合率较PTI高，差别显著 (P<0.01)。种植后6个月与3个月的相比，HATI的骨性结合率无显著差别(P>0.05)，PTI有明显的增加(P<0.01)。
2.4 剪切强度 结果见表2。同期种植的HATI界面剪切强度是PTI的2倍以上，差别显著(P<0.01)。从3个月到6个月种植体骨界面的剪切强度都在进一步增加，增加的相对量呈同步上升。
2.5 扫描电镜观察 HATI骨界面的断裂大部分在涂层HA与骨组织之间和涂层HA内部，也观察到少量的HA涂层与基底材料之间断裂；HA涂层致密，偶见小孔穴，但无组织长入(图2A)；相应的骨组织面可见成熟的钙化骨，可见断裂在骨组织中的HA涂层；种植后3个月与6个月相比，HA涂层内部的断裂区域有所扩大；HA涂层在种植前、种植3个月和6个月后，未见有明显差别。TI表面偶见骨组织附丽，未见表面破坏；相应骨面可见新生骨质如板层骨、编织骨、类骨质以及纤维组织等。从3个月到6个月，相应的接触面有所扩大，新生骨的钙化程度有所增加(图2B)。
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图1 HATI和PTI种植后的种植体骨界面
Fig 1 Interfaces of HATI and PTI with bone after histological implanting
A: A histological section of a 3-month interface of HATI with bone(×100); B: A histological section of a 3-month interface of PTI
with bone(×100);C: A histological section of a 6-month interface of HATI with bone(×100);D: A histological section of
a 6-month interface of PTI with bone(×100)
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表1 两种种植体2个时间的骨性结合率
Tab 1 The osseo-integration rate(n=6,
±s，%) Period(t/month)PTI
HATI
3
59.55±7.03
85.84±5.22**
6
81.39±6.12△△
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92.18±4.20**
**P<0.01 vs PTI; △△P<0.01 vs 3 month表2 两期两种种植体界面的剪切强度
Tab 2 The interface strength(n=7，
±s，p/MPa) Period(t/months)PTI
HATI
3
3.61±0.85
7.84±0.99**
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6
5.93±0.67
12.76±1.45**
**P<0.01 vs PTI
3 讨 论
种植体具有良好的生物相容性，主要体现在能够与骨组织形成骨性结合；影响种植体骨界面结合的其他因素有种植体的设计与表面结构，种植技术、种植体初期稳固度和宿主因素等。本实验的结果显示HATI和PTI均形成骨性结合，证实了本实验在以上各方面的特性与合理性。从组织学观察中发现，HATI骨界面边缘毛糙，作者认为是HA与骨组织之间的生物化学性结合之故；HATI的新生骨较PTI成熟；在髓腔内，HATI的新生骨量较PTI的多且成熟；同期的骨性结合率HATI较PTI高(P<0.01)；从3个月到6个月，HATI无显著增高(P>0.05)，PTI增高显著(P<0.01)；HATI的剪切强度高于同期的PTI(P<0.01)。上述结果都说明了HATI加速了种植体与骨组织的愈合，这与Dalton等[3]的报道相一致。致密的HA无生物降解性。Cook等[4]对HA涂层种植体进行犬股骨种植，34周后未发现涂层HA的厚度改变。本实验的SEM示涂层HA致密；初步观察HA涂层在种植前、种植后3个月和6个月，未见有明显差别，即未发生明显的涂层HA的生物降减与吸收。关于HATI的生物降解性问题，还有待于进一步的验证。
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图2 HATI和PTI种植后的电镜观察
Fig 2 The EM observating for interfaces of HATI and PTI with bone after implanting
A: A SEM view of a HATI 3 month, the failure at the implant-bone interface and through
the HA(×50);B: A SEM view of a bone interface of a PTI 6 month (×50)
HA涂层种植体骨界面的剪切强度由涂层骨组织界面、涂层内部、涂层基底材料界面等组成。涂层基底材料界面的剪切强度与基底材料的性质、结构和涂层技术，涂层配方等密切相关。涂层HA与骨组织的生物化学性结合具有很高的结合强度，高于同期的纯钛种植体；种植2个月，推出试验后种植体骨界面的断裂就可发生在涂层基底材料界面和涂层HA内部；随着时间的推移，涂层基底材料界面和涂层内部断裂越来越多[5]。本实验的结果显示HATI的剪切强度是同期PTI的2倍以上(P<0.01)，说明HATI的生物力学性能优于PTI。SEM显示HATI骨界面的机械性断裂大部分在涂层骨界面和涂层HA内部，较少发生在涂层基底材料界面；这与Cook等[4]报道的早期主要发生在涂层骨界面，8周以后主要发生在涂层基底材料界面与涂层HA内部有区别。提示本HATI的涂层基底材料界面与涂层HA内部具有较高的剪切强度，说明本HATI在种植体骨界面的剪切强度上以及基底材料的选用、涂层技术和涂层配方上有特点；同时提示Ti-75 合金是值得进一步研究的HA涂层种植体的基底材料。■
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作者简介：胡科军(1965-)，男(汉族)，硕士，主治医师
【参 考 文 献】
[1] Ogiso M, Yamashita Y, Matsumoto T. Differences in microstructural characteristics of dense HA and HA coating[J]. J Biomed Mater Res, 1998, 41(2): 296-303.
[2] Wang S, Lacefied WR, Lemons JE. Interfacial shear and histology of plasma sprayed and sintered hydroxyapatite implants in vivo[J]. Biomaterials, 1996,17(20): 1945-1970.
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[3] Dalton JE, Cook SD. In vivo mechanical and histological characteristics of HA-coated implants vary with coating vendor[J]. J Biomed Mater Res, 1995,29(2):239-245.
[4] Cook SD, Rust-Dawicki AM. In vivo evaluation of a CSTi dental implant: a healing time course study[J]. J Oral Implantol，1995,21(3): 82-90.
[5] Ogiso M, Yamamura M, Kuo PT, et al. Comparative push-out test of dense HA implants and HA-coated implant: findings in a canine study[J]. J Biomed Mater Res, 1998, 39(3): 364-372.
【收稿日期】 1999-10-08
【修回日期】 1999-12-05
【本文编辑】 张寓景, 百拇医药