本文關(guān)鍵詞：鑄造前后鈦及鈦合金生物相容性的研究

  更多相關(guān)文章： 鑄造 細(xì)胞毒性試驗(yàn) 口腔黏膜刺激試驗(yàn) 遲發(fā)致敏試驗(yàn) 生物相容性

【摘要】：研究背景： 由腫瘤切除、外傷、炎癥及先天畸形所致的頜骨缺損,往往伴隨周圍重要結(jié)構(gòu)的破壞或缺失,不僅影響外形,而且直接影響語言、咀嚼、吞咽、呼吸等多項(xiàng)生理功能,如不修復(fù),會遺留嚴(yán)重的面部畸形和功能障礙,影響患者的身心健康和生存質(zhì)量[1]。因此,如何修復(fù)和重建頜骨缺損,恢復(fù)其功能以及改善頜面部畸形是口腔頜面外科和修復(fù)科研究的熱點(diǎn)。 目前臨床上應(yīng)用較多的頜骨缺損治療方法包括贗復(fù)體修復(fù)、自體骨游離移植、同種異體骨移植、血管化自體骨肌(皮)瓣移植、個性化鈦支架、牽引成骨術(shù)以及骨組織工程技術(shù)等。個性化鈦支架,這項(xiàng)技術(shù)能夠根據(jù)患者自身面型設(shè)計(jì)還原各種復(fù)雜的實(shí)體,能夠較理想地恢復(fù)面部美觀和生理性功能,支架設(shè)計(jì)成孔狀,空腔的結(jié)構(gòu),比重較輕不會給附著骨塊帶來過重負(fù)擔(dān),便于組織長入,與之緊密結(jié)合,并且還有較好的支撐作用,同時鈦支架內(nèi)部可以種植義齒部分恢復(fù)患者的咀嚼功能,不僅提高了手術(shù)效果、改善了患者的生存質(zhì)量,也反映了時代發(fā)展的要求,是值得臨床推廣應(yīng)用的手術(shù)方式。 個性化鈦支架的發(fā)展依賴于快速成型技術(shù)�？焖俪尚图夹g(shù)(rapid prototyping, RP),是基于離散—疊加原理而實(shí)現(xiàn)快速加工原型零件的。首先建立三維CAD(Computer Aided Design,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))模型,然后對其切片分層(一般為Z向),得到離散的許多平面,把這些平面的數(shù)據(jù)信息傳給成型系統(tǒng)的工作部件,控制成型材料有規(guī)律地、精確地、迅速地層層堆積起來而形成三維的原型,經(jīng)處理后成為零件。從成型的角度來說,零件可以視為一個空間實(shí)體,它是點(diǎn)、線、面的集合。RP的成型過程即是體—面—線的離散與點(diǎn)—線—面的疊加過程,即三維CAD模型—二維平面(實(shí)體)—三維原型的過程。當(dāng)前比較成熟的快速成型技術(shù)有十幾種,SLA(立體光固化成型)技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用最為普遍。以光敏樹脂(如丙烯基樹脂)為原料,紫外激光以預(yù)定原型各分層截面的輪廓掃描,光聚合固化,最后將設(shè)計(jì)滿意的修復(fù)體樹脂模型經(jīng)精密鑄造,翻模加工成鈦支架,然后對支架進(jìn)行噴沙、拋光、清洗處理。 鑄件的生物相容性取決于其元素構(gòu)成、金相結(jié)構(gòu),鈦及鈦合金在高溫熔鑄過程中,在元素構(gòu)成及金相結(jié)構(gòu)方面將產(chǎn)生以下變化：如低沸點(diǎn)組分在高溫下?lián)]發(fā)造成該組分損失；合金中卷入氣體元素；合金結(jié)晶過程中溶質(zhì)再分配造成的顯微偏析等。鈦及鈦合金在高溫狀態(tài)下化學(xué)性質(zhì)非�；顫�,鑄造時易與氧、氫、氮等元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng),同時也易與包埋材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。鑄模溫度越高,熔融鈦液越容易與包埋材料(鑄型材料)發(fā)生反應(yīng),所形成的反應(yīng)層越厚。反應(yīng)層的存在會影響義齒的精度,并且改變了鈦及鈦合金的性能和元素結(jié)構(gòu),增加了雜質(zhì)元素存在的風(fēng)險,進(jìn)而影響其生物相容性,因此鑄件表面反應(yīng)層的處理也顯得尤為重要。本試驗(yàn)在確定包埋料及鑄鈦系統(tǒng)的情況下,對鑄造后的鈦材料進(jìn)行常規(guī)技工室機(jī)械拋光后,測定其生物相容性,為鑄造支架材料在口腔頜骨缺損中的植入應(yīng)用提供試驗(yàn)依據(jù)。 研究目的：通過細(xì)胞毒性試驗(yàn)、口腔黏膜刺激試驗(yàn)和遲發(fā)致敏試驗(yàn)探討鑄造后經(jīng)機(jī)械拋光的純鈦和鈦鋁釩合金的生物相容性。 試驗(yàn)一：細(xì)胞毒性試驗(yàn) 材料與方法： 1.將鑄造前A組(純鈦)、B組(鈦鋁釩合金)材料切削制成直徑13.5mm、厚度1mm的圓片,每組15片試樣。用牙科蠟片制作15片50×50×1mm的長方體,按鑄造要求安插鑄道,運(yùn)用離心澆鑄法分15次精密鑄造,氧化鋯系包埋料為內(nèi)包埋料,磷酸鹽系包埋料為外包埋料。完成鑄造后30min內(nèi)取出鑄型,自然冷卻鑄型,當(dāng)鑄型完全冷卻后分離鑄件與型殼。鑄造后鈦材C組(純鈦鑄造后)、D組(鈦合金鑄造后)用筆式噴砂機(jī)噴砂(A1203砂,粒度180μm,壓力0.4MPa,距離4-5cm)去除表面反應(yīng)層,每個試件處理30s。按照包埋料說明書上的推薦,依次用鎢鋼鉆、1200目砂紙圈、橡皮輪、毛刷以及絨輪蘸拋光粉進(jìn)行試件低速(不高于10000轉(zhuǎn)/分)打磨拋光,肉眼觀察達(dá)到鏡面效果為止。線切割出直徑13.5mm、厚度1mm的圓片,超聲清洗,消毒后按3cm2/m1試樣面積與浸提液量的比例在37℃、含體積分?jǐn)?shù)5%CO2培養(yǎng)箱中浸提72h獲取浸提液。陰性對照E組為含10%胎牛血清的DMEM高糖培養(yǎng)基,陽性對照F組為含5%DMSO的DMEM高糖培養(yǎng)基。 2.復(fù)蘇凍存的L-929細(xì)胞,傳代培養(yǎng),選取對數(shù)生長期細(xì)胞,計(jì)數(shù)和稀釋后以血清DMEM高糖培養(yǎng)基將其配制成1000個細(xì)胞每毫升的單細(xì)胞懸液,設(shè)置6組,每組設(shè)6孔,將細(xì)胞懸液以100μl每孔接種于96孔板,同法接種3塊板,分別于浸提液培養(yǎng)細(xì)胞1、3、5d后觀察細(xì)胞生長形態(tài)并用MTT法測定各組細(xì)胞吸光度值。采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,組間比較采用方差分析,數(shù)據(jù)以均數(shù)土標(biāo)準(zhǔn)差表示,以P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 結(jié)果： 1.各觀測點(diǎn),4個試驗(yàn)組和陰性對照組的L929細(xì)胞形態(tài)大體相似,浸提液培養(yǎng)第1天細(xì)胞貼壁生長,形態(tài)良好,呈梭形或多角形,細(xì)胞突充分伸展,并見圓形的分裂狀態(tài)細(xì)胞,胞漿內(nèi)有離散顆粒；第3天時細(xì)胞融合占孔底約40%,第5天時細(xì)胞融合占孔底約70%,鑄造前后鈦及鈦鋁釩合金4組材料細(xì)胞吸光度值與陰性組之間無顯著性差異(P0.05)。 2.A與C組、B與D組同一鈦材鑄造前后比較吸光度值無顯著性差異(P0.05),鑄造前、后兩種材料A與B、C與D兩組之間吸光度值比較也無顯著性差異(P0.05)。 試驗(yàn)二：口腔黏膜刺激試驗(yàn) 材料與方法： 1.將A(純鈦)、B(鈦合金)組切削制成直徑5mm、厚1mm的圓片,圓片中央制備1個直徑1mm的圓孔,以便縫線穿通。用牙科蠟片制作10片50×50×1mm的長方體,按鑄造要求安插鑄道,運(yùn)用離心澆鑄法分10次精密鑄造,氧化鋯系包埋料為內(nèi)包埋料,磷酸鹽系包埋料為外包埋料。完成鑄造后30min內(nèi)取出鑄型,自然冷卻鑄型,當(dāng)鑄型完全冷卻后分離鑄件與型殼。C(純鈦鑄造后)、D組(鈦合金鑄造后)鑄造后,用筆式噴砂機(jī)噴砂(A1203砂,粒度180μm,壓力0.4MPa,距離4-5cm)去除表面反應(yīng)層,每個試件處理30s。按照包埋料說明書上的推薦,依次用鎢鋼鉆、1200目砂紙圈、橡皮輪、毛刷以及絨輪蘸拋光粉進(jìn)行試件打磨拋光,肉眼觀察達(dá)到鏡面效果為止。線切削出直徑5mm、厚1mm的圓片,圓片中央制備1個直徑1mm的圓孔,每組10個樣品,水洗,吹干后消毒備用。陰性對照E組為牙膠,陽性對照F組為工業(yè)用聚氯乙烯(含有機(jī)錫),規(guī)格同上,數(shù)量各20個。 2.將各組試驗(yàn)材料用5/0縫合絲線進(jìn)行穿頰及皮膚縫合,縫合在健康無病變的倉鼠頰囊上,試驗(yàn)組每組10只動物中,左右側(cè)各為一組,一側(cè)縫合試驗(yàn)組,對側(cè)組中各5只縫合陰陽對照組。2周后,取出試樣,肉眼觀察頰粘膜有無異常情況,取出試樣后,腹腔麻醉下無痛處死倉鼠,切取與試樣接觸及其周圍的頰粘膜與皮膚全層組織,固定包埋,制取病理切片。 結(jié)果： 1.2周后大體觀察,試驗(yàn)組4組中只有鑄造后鈦合金D組有2只倉鼠黏膜輕度紅斑,其余無異常反應(yīng),與陰性對照組結(jié)果相同。 2.病理切片觀察,D組2個試樣的組織學(xué)結(jié)果中存在結(jié)締組織炎細(xì)胞浸潤、血管輕度充血、組織水腫的輕度反應(yīng)現(xiàn)象,其余試驗(yàn)組組織學(xué)結(jié)果均顯示上皮連續(xù)、完好無損,無細(xì)胞變形,無潰瘍、糜爛,細(xì)胞層次清楚,排列均勻,結(jié)締組織少量炎細(xì)胞浸潤、組織水腫、血管充血,與陰性對照組結(jié)果相同。 試驗(yàn)三：遲發(fā)致敏試驗(yàn) 材料與方法： 1.鈦材料成分、分組、制作及拋光同試驗(yàn)一,按試樣面積與浸提液量的比率為3cm2/ml,將材料浸入生理鹽水,制取浸提液。陰性對照E組為生理鹽水,陽性對照F組為95%乙醇配制的2,4-二硝基氯苯溶液 2.皮內(nèi)誘導(dǎo)階段,每組10只白化豚鼠,每只動物去毛的肩胛骨內(nèi)側(cè)部位成對皮內(nèi)注射0.1ml相對應(yīng)試劑。1周后,局部誘導(dǎo)階段,按照選定試劑濃度浸透濾紙,將20mm×40mm濾紙浸透后貼敷于誘導(dǎo)注射點(diǎn),保鮮膜覆蓋,膠布包扎固定,48±2h后去除膠布和濾紙片。半個月后,局部激發(fā)階段,用選定的激發(fā)階段的濃度,浸透濾紙片,貼敷于每只豚鼠的單側(cè)腹部,48±2h后去除膠布和濾紙片,去敷貼后24h觀察試驗(yàn)組和對照組動物激發(fā)部位的皮膚情況。 結(jié)果： 1.四組試驗(yàn)組結(jié)果與陰性對照組相同,各動物在去除敷料后24h的觀察結(jié)果均無紅斑、無水腫。 2.陰性對照E組：各動物在去除敷料后24h的觀察結(jié)果為無紅斑、無水腫。 3.陽性對照F組：各動物在去除敷料后24h,3只反應(yīng)均為中度紅斑,中度水腫,另外2只無紅斑、無水腫。 結(jié)論： 1.試驗(yàn)條件下,鑄造后經(jīng)機(jī)械拋光的鈦及鈦合金對L-929細(xì)胞無毒性刺激,不影響細(xì)胞正常生長。 2.試驗(yàn)條件下,鑄造后經(jīng)機(jī)械拋光的鈦及鈦合金對金黃地鼠口腔黏膜無刺激反應(yīng)。 3.試驗(yàn)條件下,鑄造后經(jīng)機(jī)械拋光的鈦及鈦合金對豚鼠無致敏反應(yīng)。 4.純鈦及鈦合金經(jīng)鑄造后機(jī)械拋光至表面肉眼可見光滑,可以得到生物相容性良好的支架,為個性化鈦支架臨床應(yīng)用提供了試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：鑄造 細(xì)胞毒性試驗(yàn) 口腔黏膜刺激試驗(yàn) 遲發(fā)致敏試驗(yàn) 生物相容性
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R783.1
【目錄】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-16
• 前言16-23
• 1 頜骨缺損修復(fù)概述16-18
• 2 快速成型術(shù)在頜骨缺損修復(fù)中的應(yīng)用18-21
• 3 鈦材鑄造后表面反應(yīng)層及拋光對生物相容性的影響21-23
• 試驗(yàn)一 細(xì)胞毒性試驗(yàn)23-31
• 1 材料23-25
• 2 方法25-27
• 3 結(jié)果27-31
• 試驗(yàn)二 口腔黏膜刺激試驗(yàn)31-40
• 1 材料31-33
• 2 方法33-36
• 3 結(jié)果36-40
• 試驗(yàn)三 遲發(fā)致敏試驗(yàn)40-48
• 1 材料40-41
• 2 方法41-45
• 3 結(jié)果45-48
• 討論48-56
• 全文小結(jié)56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 英文縮略詞60-61
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果61-62
• 致謝62-63

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 盛明純;;鋁對人體健康影響的研究進(jìn)展綜述[J];安徽預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志;2006年01期

2 許智軒;張玉梅;王忠義;于振濤;周廉;趙彥濤;;醫(yī)用新型鈦合金的口腔刺激試驗(yàn)[J];稀有金屬材料與工程;2006年01期

3 李哲;鑄造純鈦拋光方法的研究進(jìn)展[J];國外醫(yī)學(xué).口腔醫(yī)學(xué)分冊;2004年03期

4 文香蘭,沈桂月,文永植;釩毒性的研究進(jìn)展[J];廣東微量元素科學(xué);1997年10期

5 羅菲;張綱;;頜骨缺損修復(fù)的研究進(jìn)展[J];重慶醫(yī)學(xué);2012年36期

6 駱小平,郭天文,歐陽官,劉高杰,王保成;鋯英石作為鑄鈦用內(nèi)包埋料的初步研究[J];華西口腔醫(yī)學(xué)雜志;1998年03期

7 高勃;朱曉瑜;王曉波;王忠義;;用SLS法定制修復(fù)下頜骨缺損的鈦植入體的實(shí)驗(yàn)研究[J];臨床口腔醫(yī)學(xué)雜志;2006年06期

8 商洪濤,雷德林,劉彥普,何黎升,趙晉龍,張海霞;個體化預(yù)制鈦支架復(fù)合松質(zhì)骨修復(fù)犬下頜骨缺損[J];中國美容醫(yī)學(xué);2005年02期

9 何三虎;李剛;李興強(qiáng);李滌塵;白岫峰;高俊武;劉亞雄;寧文德;董季平;;上頜骨腫瘤術(shù)后大型缺損的快速成型技術(shù)個體化修復(fù)[J];現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué);2006年01期

10 許智軒;張玉梅;王忠義;于振濤;周廉;趙彥濤;;兩種新型醫(yī)用鈦合金的皮膚致敏試驗(yàn)[J];實(shí)用口腔醫(yī)學(xué)雜志;2006年03期

，

本文編號：772195