引言(yan)
钛及(ji)钛合金(jin)由于具(ju)有优(you)良(liang)的(de)生(sheng)物力学性能(neng)、生物相容性和耐蚀(shi)性(xing)，成(cheng)为(wei)当(dang)前最具吸引(yin)力(li)的医用(yong)金属材料(liao)之(zhi)一。同时(shi)，钛(tai)及钛合(he)金还具有(you)对(dui)MRI无磁(ci)场(chang)干(gan)扰(rao)、在(zai)口腔(qiang)内(nei)无异味(wei)、导(dao)热率(lv)低、不易刺激(ji)牙(ya)神(shen)经等(deng)优点(dian)，在(zai)口腔领域展(zhan)现出了(le)良好的(de)临(lin)床(chuang)应用效(xiao)果，已广(guang)泛用(yong)于制作(zuo)冠(guan)桥(qiao)、种(zhong)植体(ti)基台、义齿(chi)支架、正畸弓(gong)丝(si)等(deng)，以(yi)及(ji)种(zhong)植(zhi)体、医(yi)用(yong)钛板(ban)、钛(tai)螺丝、钛丝、正(zheng)畸支抗(kang)钉(ding)等植(zhi)人(ren)物。
为促(cu)进钛(tai)及钛(tai)合(he)金(jin)在(zai)口腔领(ling)域的应(ying)用，阐述了口(kou)腔(qiang)用新型钛合金开(kai)发、钛及钛合(he)金表面改性(xing)、钛及钛(tai)合金的(de)3D打(da)印(yin)技(ji)术(shu)在口(kou)腔(qiang)领(ling)域中(zhong)的应(ying)用(yong)等方面的国内(nei)应用(yong)现(xian)状和(he)存在的(de)问(wen)题(ti)，并对其应(ying)用(yong)进(jin)行了(le)展(zhan)望(wang)。
1、口(kou)腔(qiang)用(yong)钛(tai)及钛(tai)合金(jin)材(cai)料(liao)的(de)沿革(ge)
钛及钛(tai)合(he)金(jin)作(zuo)为(wei)医用金(jin)属材料可(ke)追(zhui)溯到(dao)20世(shi)纪40年(nian)代(dai)初(chu)，Bothe等(deng)首次(ci)把(ba)钛(tai)引(yin)入(ru)到(dao)医(yi)学领(ling)域；20世(shi)纪(ji)50年(nian)代(dai)初，英(ying)美等(deng)国(guo)家首(shou)先(xian)采用纯钛(tai)来(lai)制造(zao)接骨(gu)板(ban)、螺钉、髓内钉(ding)和髋关节等植入(ru)物器(qi)械(xie)。
1958年，Branemark等人(ren)首(shou)次(ci)将钛(tai)合(he)金引(yin)入(ru)到(dao)口(kou)腔领域(yu)，率(lv)先开(kai)展(zhan)了(le)对牙(ya)科(ke)钛(tai)种植体(ti)的研究(jiu)，并(bing)于(yu)1965年(nian)将其(qi)应(ying)用(yong)于(yu)临床(chuang)，并(bing)提出(chu)了(le)骨结合(he)的理(li)念；20世(shi)纪(ji)60年(nian)代，Buehler利用钛镍合金(jin)的(de)超弹性(xing)和记(ji)忆效(xiao)应(ying)将其用于(yu)制作(zuo)正(zheng)畸(ji)丝(si)；20世(shi)纪(ji)80年代起，美(mei)、13、德(de)等国(guo)开始将钛(tai)及(ji)钛合金用(yong)于(yu)制作(zuo)牙科(ke)冠(guan)、桥、基(ji)托(tuo)、卡(ka)环和(he)冠钉等(deng)，现在钛(tai)已(yi)越(yue)来越(yue)受到牙科(ke)医(yi)生和(he)患者(zhe)的(de)重(zhong)视(shi)。
2、口腔用钛及钛合(he)金(jin)材(cai)料的优势(shi)
钛及(ji)钛合金(jin)作为(wei)口(kou)腔用材料(liao)的优(you)点主要有(you)：①在酸(suan)性(xing)和(he)碱性环(huan)境下(xia)溶化量(liang)少，无腐(fu)蚀、变色问题；②安全性高，不(bu)会(hui)出现(xian)镍(nie)合(he)金引起的(de)超敏(min)反应；③钛(tai)由(you)于(yu)对(dui)MRI无磁场(chang)干扰(rao)，患(huan)者做MRI检(jian)查时无须(xu)拆(chai)掉(diao)义(yi)齿或(huo)种(zhong)植体(ti)；④纯钛的(de)密度(du)仅为(wei)4.5g/cm3，与(yu)自(zi)然(ran)牙齿(chi)的密(mi)度(du)接(jie)近，制作的义(yi)齿重(zhong)量(liang)轻，镶牙装(zhuang)着(zhe)感(gan)好；⑤纯钛(tai)的热传导(dao)率(lv)低，对(dui)牙髓无(wu)刺(ci)激(ji)性(xing)；⑥与传(chuan)统的(de)口腔材料(liao)相比(bi)，具有咀(ju)嚼(jue)时(shi)不改变(bian)食(shi)物(wu)味道的(de)特性。因(yin)此(ci)，钛(tai)及(ji)钛(tai)合(he)金是迄今为止(zhi)临床应(ying)用效(xiao)果(guo)最(zui)佳(jia)的(de)El腔材料(liao)之一。
口(kou)腔(qiang)用钛及(ji)钛合金与其(qi)它领(ling)域(yu)的生(sheng)物医用(yong)钛(tai)及(ji)钛(tai)合金相(xiang)同(tong)，按材(cai)料(liao)显微(wei)组(zu)织(zhi)类(lei)型可分为α型(xing)钛合金(jin)(如(ru)纯钛系列)、α+β型(xing)钛(tai)合金(jin)(如(ru)Ti-6A1-4V等(deng))和(he)型(xing)钛合(he)金(jin)(如Til2Mo6Zr2Fe等)。纯钛(tai)等α型钛合金虽(sui)然在生(sheng)理环(huan)境中具有(you)优良的(de)抗(kang)腐蚀(shi)性(xing)，但其(qi)强度较低、耐磨性较差，在口腔(qiang)领(ling)域主要(yao)用于义齿、牙(ya)种植体(ti)、颅颌钉(ding)板等。α+β型(xing)钛(tai)合(he)金的(de)典型(xing)代表(biao)为Ti-l5A1．4V、Ti-l5Al_7Nh等合(he)金(jin)，具有较高的强度和综(zong)合(he)的(de)加工性(xing)能(neng)，主(zhu)要(yao)用于制(zhi)作(zuo)正(zheng)畸支(zhi)抗(kang)钉、种(zhong)植体(ti)的中(zhong)心(xin)螺(luo)钉等，也(ye)可用(yong)于(yu)颅颌钉(ding)板(ban)。20世(shi)纪90年代以(yi)来，一(yi)系(xi)列新型β型(xing)钛合金(jin)(介(jie)稳或(huo)稳(wen)定(ding))问世(shi)。β型钛合(he)金(jin)具有高强度(du)和良(liang)好的(de)可成形性，且(qie)具有(you)低弹性模量和超(chao)级(ji)耐(nai)蚀性，因而受(shou)到(dao)极(ji)大(da)重视并很快(kuai)得(de)到(dao)发(fa)展(zhan)。钛(tai)合(he)金(jin)在口腔修(xiu)复(fu)领域作(zuo)为种植(zhi)体材料(liao)、颌(he)骨修复钉板(ban)材料(liao)、正畸弓丝材料等方面(mian)的(de)开发(fa)也备(bei)受(shou)关注。
3、口腔用(yong)钛(tai)及(ji)钛合(he)金(jin)材料的研(yan)究现状
3.1口腔用新(xin)型钛合(he)金开发
相(xiang)对于其它金(jin)属材料(liao)，钛(tai)及钛(tai)合金(jin)在口腔修(xiu)复(fu)领域的(de)应(ying)用(yong)较(jiao)晚。主要由(you)于钛在(zai)高温(wen)下(xia)的反应性(xing)特(te)别强(qiang)，对铸(zhu)造(zao)设备及(ji)造型材(cai)料(liao)都有特(te)别(bie)的要求(qiu)。
早(zao)期很(hen)多(duo)研(yan)究多集中(zhong)于钛及钛(tai)合金(jin)的铸(zhu)造(zao)、与(yu)包(bao)埋(mai)材(cai)料(liao)层(ceng)的(de)反(fan)应、铸件(jian)的抛(pao)光(guang)、焊(han)接等(deng)方面(mian)。当前(qian)针(zhen)对(dui)口腔用(yong)的(de)新型(xing)钛(tai)合(he)金(jin)的(de)研(yan)发(fa)正(zheng)在(zai)快(kuai)速(su)发展，但(dan)根(gen)据作者在(zai)国(guo)家(jia)药(yao)监局(ju)网站的初(chu)步统(tong)计，目(mu)前国内的(de)口腔修(xiu)复(fu)用(yong)钛及(ji)钛(tai)合金(jin)，包(bao)括种(zhong)植体(ti)、颌(he)骨(gu)接(jie)骨(gu)板(ban)、螺(luo)钉(ding)、正(zheng)畸(ji)支(zhi)抗钉(ding)等(deng)医(yi)疗器(qi)械仍以(yi)纯(chun)钛(tai)和Ti-6Al-4V、Ti-6A1-7Nb、TiNi合金(jin)为(wei)主，占(zhan)到(dao)约80％以上。虽(sui)然这(zhe)些(xie)钛及(ji)钛合(he)金(jin)具(ju)有十(shi)分(fen)优(you)异(yi)的性(xing)能，但其在在临床应(ying)用时(shi)会析出极(ji)微量(liang)的(de)Al、V、Ni等离(li)子，降(jiang)低(di)了其(qi)生物相(xiang)容性，且有可(ke)能对(dui)人体(ti)造(zao)成(cheng)潜(qian)在(zai)危害。
在(zai)诸(zhu)多(duo)的新(xin)型钛合金口腔修复材(cai)料(liao)中，钛锆(gao)合金很早就引(yin)起(qi)了(le)研(yan)究人(ren)员(yuan)的注(zhu)意(yi)，钛(tai)锆合(he)金(jin)在经过一系(xi)列(lie)的检测分(fen)析之(zhi)后，确(que)定(ding)对(dui)人体无害(hai)，不会(hui)刺激(ji)人体(ti)，更(geng)没有致(zhi)癌变(bian)与(yu)畸(ji)变的(de)可能(neng)。甚至(zhi)有学者(zhe)认(ren)为，钛(tai)锆(gao)合金(jin)是(shi)性(xing)价比(bi)最高(gao)的(de)修(xiu)复(fu)材(cai)料，适(shi)合(he)各(ge)种各样(yang)的口腔(qiang)修复(fu)。在(zai)钛锆(gao)合金的基(ji)础(chu)上，张(zhang)欣(xin)等卜(bo)开(kai)发(fa)出了(le)新(xin)型(xing)的(de)牙(ya)科(ke)用(yong)TiZrNbSn合(he)金(jin)，并(bing)对(dui)合金的力学性能、耐腐蚀性能(neng)、生(sheng)物(wu)安(an)全(quan)性(xing)、摩擦(ca)磨损(sun)性(xing)能(neng)、铸造性能、焊接性能等(deng)进行(xing)了全(quan)面的研(yan)究，认为(wei)该合金非常(chang)适(shi)合(he)于牙科使(shi)用(yong)。中科院金属所郝玉(yu)琳等。。研(yan)制(zhi)的(de)Ti24Nb4Zr7．6Sn合(he)金由(you)于(yu)具(ju)有较(jiao)低(di)的弹(dan)性模量(liang)和较(jiao)高的强(qiang)度(du)，也是一(yi)种(zhong)非(fei)常(chang)适合(he)口(kou)腔(qiang)领域使(shi)用的(de)新型钛(tai)合(he)金。由(you)西北有色金属(shu)研(yan)究院于振(zhen)涛(tao)等研(yan)制的(de)新(xin)型β稳定型(xing)钛合金TLM和TLE合金具有易(yi)加工(gong)成(cheng)各种(zhong)材(cai)料(liao)(包(bao)括板、棒(bang)、丝等)、综合(he)性能(neng)优良(liang)(如(ru)中高(gao)强度、较(jiao)低弹(dan)性(xing)模量、良(liang)好塑韧性、抗疲(pi)劳、耐(nai)蚀(shi)等(deng))的特点(dian)，也非常(chang)适合(he)于(yu)齿(chi)科(ke)使(shi)用。徐(xu)丽(li)娟(juan)等卜研究(jiu)了(le)一系(xi)列(lie)Mo含(han)量不(bu)同(tong)的(de)Ti.Mo合金(jin)，发(fa)现Mo含量增(zeng)加有利于(yu)合金(jin)组(zu)织的(de)细(xi)化和塑性的提(ti)高(gao)。Ti.Mo合(he)金适(shi)宜(yi)作为牙科修复材(cai)料，是一种(zhong)有(you)发(fa)展前(qian)景(jing)的(de)口腔(qiang)修复用(yong)钛合(he)金(jin)。
针对(dui)口腔(qiang)用钛合金(jin)的抗(kang)菌(jun)性研(yan)究方(fang)面，张二(er)林等研(yan)制了一系(xi)列(lie)的(de)含铜(tong)钛(tai)合(he)金，合(he)金中的cu元素(su)均(jun)以．Cu抗菌相形(xing)式存(cun)在，保(bao)证了(le)合金(jin)的(de)整(zheng)体抗菌(jun)性(xing)。通(tong)过(guo)大量(liang)的实(shi)验(yan)对该材料(liao)的生物(wu)安全(quan)性及(ji)其(qi)体(ti)内外的(de)抗菌(jun)性进(jin)行(xing)了(le)验证，为(wei)该材料(liao)的(de)临床应(ying)用奠(dian)定了(le)良好(hao)的理(li)论(lun)基础(chu)。郑(zheng)玉峰(feng)等研(yan)制了(le)新型抗菌(jun)功能(neng)型(xing)口腔(qiang)正畸用TiNiAg合金，发现该(gai)合金(jin)的抗(kang)腐蚀(shi)性与(yu)纯钛相(xiang)当，无(wu)明显(xian)的细胞毒性(xing)，但(dan)与TiNi合金相(xiang)比表现(xian)出(chu)了(le)明(ming)显(xian)的(de)抑制(zhi)细(xi)菌(jun)黏附的能(neng)力，而(er)其强度、塑性(xing)等(deng)力(li)学(xue)参(can)数(shu)与(yu)TiNi合(he)金相(xiang)当(dang)，有望
成(cheng)为一种(zhong)新(xin)型的(de)口(kou)腔正畸材料。TiGa和(he)TiGe合金(jin)也(ye)适(shi)合发(fa)展成(cheng)为新(xin)型(xing)的(de)口腔修(xiu)复(fu)材(cai)料(liao)。
钛(tai)合金(jin)作(zuo)为(wei)正畸材(cai)料方面，镍(nie)钛合(he)金(jin)弓(gong)丝(si)在(zai)正(zheng)畸临(lin)床应用(yong)大致(zhi)经历(li)了3个主要(yao)的发展(zhan)阶段：①普(pu)通镍(nie)钛合金弓丝(si)时代；②超弹性镍钛(tai)合金(jin)弓丝时代；③具(ju)有真正形(xing)状(zhuang)记忆功能的镍(nie)钛弓丝时代。第3代弓丝(si)刚性(xing)低(di)、回弹(dan)性好(hao)，其(qi)相变(bian)温度A在(zai)35左(zuo)右(you)，可在正常(chang)口(kou)腔温(wen)度内发(fa)生相(xiang)变(bian)，从(cong)而表现出(chu)超(chao)弹(dan)性和(he)临床(chuang)所需要(yao)的(de)形(xing)状(zhuang)记忆功能。口(kou)钛丝的弹性(xing)模(mo)量(liang)较(jiao)低(di)，回(hui)弹性好，且(qie)具有可成形能(neng)力，是正(zheng)畸(ji)治疗中(zhong)期(qi)及(ji)最后(hou)精(jing)细调(diao)整阶(jie)段的理想(xiang)材(cai)料(liao)。目(mu)前取得(de)应用的钛合(he)金(jin)正(zheng)畸丝材料为TMA，名义成(cheng)分为(wei)Til1Mo6Zr4Sn。在TMA合金(jin)中只(zhi)有(you)Mo一种稳定结(jie)构(gou)的元(yuan)素(su)，而Mo由(you)于(yu)熔点(dian)高(gao)，易(yi)氧(yang)化(hua)，在(zai)合(he)金中(zhong)不易均(jun)匀化引(yin)。Nb是(shi)结构稳(wen)定元(yuan)素，可(ke)显(xian)著(zhu)改善钛(tai)合(he)金的(de)塑性。因(yin)此(ci)，牛金(jin)龙(long)等人(ren)以TMA钛合金(jin)为基(ji)础(chu)，通(tong)过(guo)添(tian)加(jia)Nb元素(su)，使(shi)合(he)金(jin)具有(you)更高的(de)结(jie)构稳定(ding)性，也更(geng)容(rong)易(yi)加(jia)工。
3.2口腔(qiang)用(yong)钛(tai)合(he)金(jin)的表面改(gai)性(xing)
根(gen)据不同的细分(fen)应用领域(yu)，口(kou)腔用(yong)钛(tai)合金的表(biao)面改性主(zhu)要(yao)分为3个方(fang)向(xiang)：提高钛瓷(ci)结合(he)强度、提高(gao)生物(wu)活(huo)性、提(ti)高耐磨性(xing)。
3.2.1钛(tai)瓷(ci)结合强度
钛及(ji)钛(tai)合(he)金在口(kou)腔(qiang)修(xiu)复领域(yu)应(ying)用(yong)时(shi)，由于(yu)钛瓷间的(de)结合强(qiang)度难(nan)以(yi)达(da)到(dao)传(chuan)统(tong)合(he)金与瓷(ci)结(jie)合水平(ping)(25MPa)，临床应用易出现崩瓷现(xian)象(xiang)引，因(yin)此增强(qiang)钛(tai)瓷(ci)结(jie)合强度仍是(shi)目前(qian)研究人员(yuan)所关(guan)注的(de)焦(jiao)点。
目前(qian)改(gai)善钛(tai)瓷结合(he)强度(du)的(de)表(biao)面(mian)改(gai)性的方法主要有喷(pen)砂、微弧氧化、预(yu)氧化、化学(xue)处理以及表面涂(tu)层等。喷(pen)砂方法(fa)操作(zuo)较(jiao)为(wei)简(jian)便，通过工艺(yi)参(can)数调整(zheng)对钛表(biao)面进(jin)行(xing)喷砂处理均可(ke)以(yi)达到(dao)较好(hao)的钛瓷(ci)结(jie)合(he)强(qiang)度。微弧氧化法也(ye)是(shi)较(jiao)好的(de)一种(zhong)提高钛(tai)瓷结合强(qiang)度(du)的方法，微(wei)弧氧(yang)化后钛(tai)瓷的结(jie)合(he)强度(du)能(neng)够(gou)提高(gao)45％左(zuo)右(you)。孙(sun)晟宇等(deng)研(yan)究发现(xian)，在(zai)700℃时(shi)对钛(tai)进行(xing)预氧化可(ke)明显增强(qiang)纯钛(tai)与瓷的(de)结(jie)合强度。预氧化温度对钛(tai)瓷(ci)结(jie)合强(qiang)度(du)有(you)重(zhong)要影响(xiang)，当(dang)预(yu)氧(yang)化(hua)温度(du)为750℃时(shi)，钛瓷结(jie)合(he)强度达(da)到最大(da)值(28.9MPa)，与(yu)未(wei)预(yu)氧(yang)化相(xiang)比提高了17％L37。纯钛(tai)经(jing)除气(真(zhen)空(kong)状(zhuang)态)和(he)预(yu)氧(yang)化处理(li)后能(neng)获(huo)得(de)较(jiao)高(gao)的(de)钛瓷结(jie)合强(qiang)度(du)(大(da)于(yu)25MPa)，能够满足(zu)临(lin)床(chuang)使(shi)用要求(qiu)。
钛表(biao)面的过(guo)度氧化(hua)又(you)会(hui)降低钛(tai)瓷(ci)结(jie)合强(qiang)度，但(dan)在钛(tai)表面制(zhi)备一(yi)层能够在(zai)高(gao)温(wen)下(xia)隔(ge)绝(jue)氧向钛晶格扩散的涂(tu)层(ceng)，就可避(bi)免钛(tai)在(zai)烧(shao)结过程(cheng)中(zhong)产生(sheng)过(guo)厚(hou)的(de)氧化(hua)膜。目前(qian)表(biao)面改性(xing)的方法有(you)很多(duo)，所使(shi)用的(de)涂(tu)层元素(su)有铬(ge)、铂(bo)、钯(ba)、氮(dan)、硅、锆(gao)等，钛瓷(ci)结(jie)合强(qiang)度(du)随(sui)涂层(ceng)种类和(he)方法(fa)的不(bu)同(tong)而(er)有所差异(yi)，但钛(tai)表面(mian)涂(tu)层技术目前还停留在(zai)试(shi)验(yan)阶(jie)段(duan)，未(wei)能取(qu)得(de)广(guang)泛使(shi)用。另(ling)外(wai)涂层(ceng)法相(xiang)对于喷(pen)砂、氧(yang)化等(deng)处理(li)手段(duan)，需(xu)要相(xiang)对较(jiao)为复杂的(de)设(she)备(bei)装(zhuang)置(zhi)，在齿科(ke)技工厂(chang)的普(pu)及(ji)存在(zai)一(yi)定(ding)现(xian)实(shi)困(kun)难。
3.2.2生物(wu)活性
钛及(ji)钛合金(jin)作为(wei)口腔(qiang)领(ling)域(yu)的植人(ren)材料(liao)，在(zai)使(shi)用过程中还存在(zai)骨结合(he)时(shi)间长(zhang)、骨结合(he)强度(du)低(di)及游(you)离(li)金(jin)属(shu)离(li)子对人(ren)体(ti)组(zu)织的潜(qian)在影响等(deng)问题。通过(guo)表(biao)面改性使(shi)其表(biao)面(mian)具有(you)生(sheng)物(wu)活性(xing)并能够(gou)与骨组(zu)织形成生(sheng)物性结合，是口(kou)腔种植材料(liao)研(yan)究的(de)热(re)点(dian)之(zhi)一。李(li)莺等以钛、种(zhong)植(zhi)体、表(biao)面(mian)改性、骨(gu)整合及其英(ying)文(wen)为关(guan)键(jian)词对国内(nei)外(wai)的(de)2007年1月至2013年2月(yue)的相关文献(xian)进行了检索(suo)和(he)分(fen)析，结果(guo)发(fa)现，牙种(zhong)植体(ti)的(de)表(biao)面特(te)性(xing)可影(ying)响种(zhong)植(zhi)体(ti)植(zhi)入后的生物(wu)学反(fan)应(ying)，决定(ding)组织细胞在其(qi)表(biao)面(mian)的(de)黏附、增殖(zhi)、分化及矿化(hua)，影(ying)响(xiang)蛋(dan)白(bai)质的(de)吸(xi)收(shou)，直接影响(xiang)界面的(de)骨(gu)愈合(he)速度、骨结(jie)合(he)率和(he)骨结(jie)合强(qiang)度，对(dui)种植体功(gong)能(neng)的正常(chang)行使具有(you)十分(fen)重(zhong)要的(de)作(zuo)用。加(jia)。众(zhong)多研(yan)究者采用(yong)各种(zhong)各(ge)样(yang)的(de)方法(fa)来(lai)实(shi)现(xian)种(zhong)植(zhi)体的(de)表面改性以(yi)达(da)到(dao)早期(qi)骨整(zheng)合(he)和(he)更高的(de)结合(he)强度，主要包(bao)括(kuo)3种策略(lve)，即物理改性、化学(xue)改(gai)性和生(sheng)物(wu)化(hua)学(xue)改(gai)性。物(wu)理改(gai)性主(zhu)要(yao)指的(de)是种植(zhi)体(ti)表(biao)面超微结(jie)构(gou)的(de)改变(bian)，包(bao)括(kuo)钛(tai)浆喷(pen)覆(fu)、喷(pen)砂酸蚀(shi)、激光(guang)处(chu)理、电解(jie)蚀刻(ke)、离子(zi)注入、物(wu)理(li)气(qi)相沉(chen)积、表面陶(tao)瓷化等(deng)；化(hua)学(xue)改(gai)性是(shi)通过改(gai)变载体表(biao)面的(de)化(hua)学(xue)特性(xing)，使之(zhi)产生与(yu)细胞表(biao)面分子(zi)之间的(de)特异(yi)相(xiang)互(hu)作用，不(bu)仅作用于细(xi)胞(bao)表面(mian)，而且(qie)会(hui)引起细(xi)胞内部(bu)结(jie)构和功(gong)能密(mi)切(qie)相关(guan)的变化，包(bao)括阳(yang)极氧化(hua)、溶(rong)胶(jiao)凝胶(jiao)、化(hua)学气(qi)相(xiang)沉(chen)积(ji)、酸(suan)碱(jian)处理(li)等；生物化(hua)学改性(xing)是通过(guo)将(jiang)特定(ding)的蛋(dan)白、酶(mei)或(huo)肽(tai)固定(ding)于种植体(ti)表(biao)面，来(lai)诱导(dao)成(cheng)骨细(xi)胞(bao)增(zeng)殖分(fen)化，更(geng)为直(zhi)接有(you)效的促进骨(gu)整合(he)，主(zhu)要(yao)包括(kuo)物理(li)吸附(fu)法、化(hua)学固(gu)定(ding)法(fa)、层(ceng)层自(zi)组(zu)装法及涂(tu)层载体法。林曦(xi)等(deng)。分析了近年(nian)来(lai)的(de)研(yan)究(jiu)热(re)点——种(zhong)植体(ti)表面(mian)的化学(xue)特征(zheng)，从化学结构、润(run)湿(shi)性(xing)、表(biao)面(mian)电荷、表面(mian)自由能(neng)等(deng)几个(ge)角(jiao)度(du)来进(jin)行分(fen)析(xi)，其(qi)目(mu)的(de)在(zai)于(yu)更(geng)具体(ti)地解释(shi)表(biao)面改性后种(zhong)植体(ti)活(huo)化(hua)的可(ke)能机(ji)制。结(jie)果发现，大部分的研究都显示亲水(shui)性的表(biao)面更(geng)有(you)利(li)于早(zao)期的(de)骨(gu)结合，这(zhe)可(ke)能是种(zhong)植体表(biao)面(mian)带(dai)电荷越(yue)多，越能促进骨(gu)结(jie)合(he)的形成；目(mu)前晶型(xing)的改变对表面活(huo)性的(de)影响(xiang)机制(zhi)尚(shang)
不(bu)明确，值得(de)进(jin)一步(bu)研(yan)究。孙(sun)磊等(deng)通过对(dui)已(yi)有(you)文(wen)献的分析，发(fa)现钛(tai)基种(zhong)植体表面(mian)的抗菌改(gai)性可降(jiang)低细(xi)菌的黏(nian)附(fu)和(he)增殖，从而降(jiang)低(di)种(zhong)植体(ti)周(zhou)围(wei)炎(yan)的(de)发生率，提(ti)高(gao)种植义齿(chi)修(xiu)复(fu)的(de)成(cheng)功(gong)率。这(zhe)有(you)利(li)于进(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高种植体的生物(wu)活(huo)性(xing)和(he)相(xiang)容(rong)性(xing)。
3.2.3耐(nai)磨性(xing)
钛(tai)及(ji)钛合金作为口腔用(yong)材(cai)料，良(liang)好(hao)的耐磨(mo)损(sun)性(xing)和(he)抗疲劳(lao)性(xing)是保(bao)障其长(zhang)期(qi)使用的一(yi)个(ge)关键因素(su)。种(zhong)植材(cai)料的(de)耐磨性(xing)尤为重(zhong)要(yao)，种植失(shi)败经(jing)常(chang)就(jiu)是由(you)于种(zhong)植(zhi)体(ti)过度磨(mo)损(sun)后残(can)留(liu)物的积聚引起免(mian)疫(yi)反(fan)应(ying)，释放溶(rong)解酶，破(po)坏(huai)骨(gu)质导(dao)致种植(zhi)体松动(dong)脱(tuo)落(luo)。纯钛(tai)的强(qiang)度(du)和耐(nai)磨(mo)损(sun)性能(neng)均(jun)较低(di)，这(zhe)不仅(jin)影(ying)响(xiang)其在临床上作为种(zhong)植体的(de)应(ying)用(yong)效果(guo)，同(tong)时(shi)也(ye)限(xian)制了其在固(gu)定(ding)长(zhang)桥、支架(jia)等方面的(de)应(ying)用(yong)。
朱(zhu)禹赫等(deng)副研(yan)究(jiu)表明(ming)，在牙周维(wei)护(hu)过(guo)程(cheng)中(zhong)钛种(zhong)植体表面(mian)可能受(shou)到(dao)不(bu)同(tong)程(cheng)度(du)的磨损，从(cong)而影(ying)响(xiang)种植体(ti)的长期使用效(xiao)果，因(yin)而(er)提示(shi)术(shu)者(zhe)在(zai)临床操作中(zhong)必(bi)须(xu)熟练(lian)掌(zhang)握牙(ya)周维(wei)护技能，严格(ge)控(kong)制工(gong)作(zuo)压力(li)与(yu)功(gong)率，耐心(xin)细(xi)致地(di)进(jin)行(xing)种植(zhi)体牙周维护治(zhi)疗(liao)，避免钛种(zhong)植(zhi)体受(shou)到磨(mo)损(sun)。张哲(zhe)等(deng)采用(yong)激光物理(li)、等(deng)离子体(ti)增(zeng)强化(hua)学(xue)气相沉积等(deng)方法，在口(kou)腔用钛(tai)表(biao)面(mian)制(zhi)备(bei)的(de)类(lei)金刚石(shi)膜具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)生物摩擦(ca)学性(xing)能(neng)，有(you)望(wang)在(zai)临(lin)床(chuang)应(ying)用中(zhong)改(gai)善种(zhong)植体／基台系统的(de)长期稳(wen)定(ding)性，提(ti)高牙(ya)种植体(ti)系统的可(ke)靠(kao)性和(he)服(fu)役(yi)寿命。
3.3口(kou)腔用钛及钛(tai)合金的(de)3D打印(yin)制造(zao)
钛(tai)及(ji)钛合金在口腔领域(yu)应用(yong)时主要(yao)采(cai)用的(de)加工方式包(bao)括精铸、机械精加工、焊接(jie)等(deng)，具(ju)有工(gong)艺(yi)流(liu)程(cheng)复杂且(qie)实现个性(xing)化(hua)加(jia)工困难(nan)等(deng)缺(que)点(dian)。如修复用钛(tai)卡环、支架(jia)、义(yi)齿等(deng)的制作需(xu)要经(jing)过可熔(rong)蜡(la)料制(zhi)成符(fu)合(he)患(huan)者(zhe)个(ge)体形(xing)态(tai)的(de)蜡模(mo)，在其表(biao)面(mian)涂覆(fu)耐火(huo)包埋(mai)料，制成(cheng)铸型后放(fang)置到(dao)铸造机(ji)中(zhong)，熔(rong)化(hua)钛(tai)及(ji)钛(tai)合(he)金(jin)注(zhu)入型腔，开(kai)型(xing)，清理，激(ji)光(guang)修(xiu)补(bu)，表面抛光(guang)等一系列(lie)的(de)复杂工艺步(bu)骤。
新(xin)兴起(qi)的3D打印技术为口腔(qiang)用(yong)钛及(ji)钛(tai)合(he)金(jin)的加工(gong)提(ti)供(gong)了(le)一种(zhong)新的(de)思路(lu)。3D打(da)印技术是一(yi)种融合(he)近(jin)净成形(xing)和增(zeng)材制(zhi)造的(de)新技术(shu)，近年(nian)来(lai)取(qu)得了快(kuai)速的发(fa)展(zhan)，它(ta)可以完(wan)成(cheng)复杂(za)器(qi)械(xie)的一(yi)次成(cheng)形，因(yin)此可以完成一(yi)些(xie)传(chuan)统(tong)制(zhi)造(zao)工艺(yi)无(wu)法(fa)完成的设计(ji)，制(zhi)作出(chu)更复(fu)杂(za)的(de)结构(gou)，这为个性(xing)化医疗(liao)提(ti)供了契机(ji)卜(bo)。而口腔领(ling)域是最(zui)为典(dian)型(xing)的个(ge)性(xing)化医(yi)疗领域，钛及(ji)钛(tai)合金(jin)的(de)3D技(ji)术已(yi)应用(yong)到其各(ge)个细分(fen)领域，可打(da)印(yin)多孔支架(jia)作(zuo)为(wei)组(zu)织工程的支(zhi)架来(lai)修(xiu)复颌骨(gu)缺(que)损(sun)；可(ke)制作(zuo)金(jin)属(shu)内冠、全冠(guan)，可(ke)摘(zhai)局部义(yi)齿支(zhi)架(jia)，全口(kou)义齿(chi)基托；可打(da)印(yin)个性化舌侧(ce)托(tuo)槽；可制作表(biao)面(mian)具(ju)有(you)复(fu)杂(za)结(jie)构的种(zhong)植(zhi)体(ti)，以利于(yu)更(geng)好的(de)骨(gu)整(zheng)合(he)。
在(zai)口腔(qiang)颌面(mian)外(wai)科(ke)方面(mian)，由于口(kou)腔(qiang)颌(he)面(mian)结(jie)构复(fu)杂，个(ge)性(xing)化特征明(ming)显，各(ge)种(zhong)修(xiu)复与(yu)整形(xing)手术中(zhong)所需要(yao)的植(zhi)入(ru)体(ti)或修(xiu)复(fu)体(ti)的个性(xing)化(hua)要求相(xiang)当高，采(cai)用(yong)传统加(jia)工(gong)方(fang)法难(nan)以(yi)满足(zu)要求。3D打印(yin)技(ji)术(shu)便(bian)于个(ge)性(xing)化定(ding)制(zhi)，因(yin)而在口(kou)腔颌(he)面修复领域(yu)中(zhong)具(ju)有(you)独特(te)的优(you)势_5。在(zai)国(guo)内(nei)，采用3D打印技(ji)术进(jin)行(xing)颌(he)骨修复(fu)是目前最(zui)热门的(de)研究(jiu)。临(lin)床应用(yong)证(zheng)明(ming)，钛(tai)合(he)金(jin)3D打印(yin)下颌骨植入体(ti)制作(zuo)精度(du)高(gao)，解(jie)剖(pou)形(xing)态个体化(hua)，手术步(bu)骤简单(dan)，操作复(fu)杂(za)性(xing)降(jiang)低，手术(shu)风(feng)险(xian)小(xiao)，避免了大块(kuai)骨移(yi)植(zhi)，术(shu)后患者(zhe)下(xia)颌骨的(de)完(wan)整性(xing)、连续(xu)性、颌(he)面形(xing)态(tai)和(he)功(gong)能即(ji)刻(ke)得到恢复(fu)，患者的(de)咬合(he)关(guan)系(xi)与(yu)术前无(wu)差异(yi)。
在(zai)口(kou)腔(qiang)修复方面(mian)，3D打印(yin)技术(shu)将(jiang)在未(wei)来逐渐代替传(chuan)统(tong)修(xiu)复(fu)工(gong)艺(yi)。3D打(da)印(yin)可(ke)基(ji)于所获得(de)的(de)CAD数(shu)据，进行增材(cai)打印制(zhi)作并完成口(kou)腔(qiang)修复领(ling)域(yu)中的传(chuan)统CAM过程(cheng)，可同(tong)时加(jia)工多个金(jin)属冠(guan)l5。复义(yi)齿(chi)的三维(wei)打印设计(ji)包(bao)括(kuo)牙基(ji)底(di)、牙冠(guan)、牙(ya)桥(qiao)、牙(ya)镶(xiang)嵌等(deng)，当(dang)前(qian)的(de)3D打(da)印解决方案(an)已(yi)经(jing)可(ke)以确保完美的(de)匹(pi)配(pei)，从(cong)而减(jian)少(shao)手(shou)动(dong)干(gan)预，并(bing)实现(xian)高(gao)效(xiao)、具备完美(mei)密(mi)合(he)性的义齿(chi)加工，特(te)别是针(zhen)对(dui)复(fu)杂的临床(chuang)案例(li)，可创建(jian)复杂(za)的内(nei)外冠(guan)结(jie)构，实(shi)现(xian)空(kong)间(jian)、功能(neng)和美(mei)学的(de)最(zui)佳效(xiao)果(guo)。传统(tong)的(de)义齿制(zhi)作(zuo)是(shi)一(yi)项(xiang)对(dui)操(cao)作(zuo)者(zhe)有着很高要求(qiu)的工(gong)作，长期以(yi)来(lai)，我(wo)国(guo)牙(ya)科技(ji)师(shi)难(nan)于(yu)培养和留用。而(er)3D打(da)印(yin)速度(du)快，精度(du)高，既节约了(le)时间(jian)和(he)劳(lao)动量(liang)，而且(qie)方便个性化(hua)定(ding)制(zhi)，将打破(po)义齿行(xing)业(ye)的(de)瓶(ping)颈，颠覆整(zheng)个(ge)行业(ye)的(de)商业模(mo)式(shi)。
在(zai)牙种(zhong)植方面，通过3D打(da)印(yin)成(cheng)形的牙种植(zhi)体的(de)弹(dan)性模(mo)量(liang)更接(jie)近密(mi)质(zhi)骨(gu)，能(neng)更(geng)好地(di)满(man)足(zu)即刻种(zhong)植的需(xu)求，且其丰富的表面形(xing)貌(mao)及良好的生(sheng)物相容性为(wei)其(qi)在临床(chuang)应(ying)用提供了基础[60。意(yi)大(da)利(li)Leader公(gong)司已成功研发(fa)了(le)“钛(tai)骨(gu)”3D打印(yin)种(zhong)植体，该种(zhong)植体(ti)是目(mu)前世界上第一个(ge)采用“3D激光打印(yin)金属(shu)直接(jie)成形(xing)技术(shu)”制作(zuo)并获准(zhun)上市的(de)牙科(ke)种植。“钛骨”种(zhong)植体(ti)为(wei)梯度(du)多(duo)孔(kong)结构(gou)，核(he)心为(wei)致(zhi)密钛，而外表面为(wei)多孔钛。与传(chuan)统种植体相(xiang)比较，“钛骨(gu)”种(zhong)植(zhi)体(ti)的弹性(xing)模量(liang)更(geng)接(jie)近人骨(gu)。
在正(zheng)畸(ji)方(fang)面，运(yun)用具备成本(ben)效益的(de)常(chang)用矫治器(qi)CAD设计软(ruan)件，3D打印(yin)技(ji)术(shu)可(ke)以轻(qing)松定制所(suo)有(you)类型的矫治器(qi)，包括夜(ye)用(yong)咬(yao)合板、固(gu)位器(qi)、个(ge)性化带(dai)环、牙合(he)板(ban)、扩(kuo)弓(gong)器(qi)、生物(wu)调(diao)节器(qi)、双(shuang)牙合板等(deng)。
4、结语(yu)
随着(zhe)我国(guo)国民(min)经济(ji)的快(kuai)速发展、人口(kou)老(lao)龄化(hua)问(wen)题和(he)人(ren)们(men)更加(jia)注(zhu)重健(jian)康(kang)，口(kou)腔(qiang)领(ling)域(yu)用钛(tai)及(ji)钛合(he)金(jin)牙种(zhong)植体(ti)、颌(he)骨(gu)修复(fu)钉(ding)板、义(yi)齿(chi)等(deng)用量(liang)将快(kuai)速(su)增(zeng)长，但(dan)与(yu)发(fa)达(da)国(guo)家(jia)相(xiang)比，我国口腔领域用钛及钛合(he)金(jin)从新(xin)型(xing)材(cai)料(liao)研(yan)发、表面改性、3D打(da)印等(deng)新技术(shu)应用(yong)到(dao)有(you)关(guan)的医(yi)疗器械研(yan)发都(dou)存在着差(cha)距，国内口(kou)腔领(ling)域用钛及(ji)钛合(he)金产、学、研各(ge)界(jie)还(hai)要进一步(bu)密切(qie)合(he)作(zuo)，不断加(jia)强(qiang)口腔(qiang)用钛(tai)及(ji)钛合(he)金(jin)的(de)研究和(he)应用。
(1)加快不(bu)含(han)Al、V、Ni等元(yuan)素的(de)高(gao)生(sheng)物相(xiang)容(rong)性(xing)的(de)口(kou)腔用(yong)钛合金，特别是口腔领域(yu)专用(yong)的钛(tai)及(ji)钛(tai)合金(jin)研(yan)发，同(tong)时(shi)推进其标(biao)准化。
(2)目前(qian)用(yong)钛合金的生产(chan)厂家由于缺(que)乏针对口腔领域应用的统(tong)一和(he)高(gao)质量的(de)内(nei)控(kong)用材标(biao)准(zhun)，这(zhe)导致口(kou)腔(qiang)用(yong)钛及钛(tai)合(he)金(jin)参差不(bu)齐(qi)、批(pi)次质(zhi)量(liang)稳(wen)定(ding)性差。
这(zhe)将(jiang)严(yan)重(zhong)影响(xiang)口(kou)腔(qiang)用钛(tai)合(he)金医(yi)疗器(qi)械(xie)的(de)质量，口(kou)腔用(yong)常(chang)规(gui)钛及钛合金的质量水平(ping)应进(jin)一步提升。
(3)目(mu)前(qian)由于(yu)国内口(kou)腔领域(yu)的钛(tai)及(ji)钛合金的使用(yong)量(liang)相(xiang)对(dui)较(jiao)小，针对(dui)该领域(yu)使用的钛(tai)及钛合(he)金的(de)系统(tong)深人的摩擦(ca)学特性研(yan)究(jiu)较少，由(you)摩擦(ca)学特(te)性(xing)所引(yin)起(qi)的器(qi)械寿命(ming)变化相应(ying)的(de)研(yan)究更少(shao)。今后应进一(yi)步加强(qiang)有(you)关口(kou)腔用钛合金的摩(mo)擦学研(yan)究。
(4)钛及(ji)钛(tai)合(he)金的(de)3D打(da)印(yin)技(ji)术(shu)在(zai)口(kou)腔(qiang)领(ling)域普及的难(nan)度和(he)瓶颈(jing)包括设(she)备投入(ru)高、标(biao)准(zhun)化推进缓(huan)慢(man)、加(jia)工工艺(yi)研究少(shao)等(deng)问(wen)题(ti)。产、学、研界应密切合(he)作(zuo)开发(fa)专(zhuan)门用于(yu)研(yan)发生产口(kou)腔(qiang)义(yi)齿(chi)、颌(he)骨网板等的专(zhuan)用3D打印设备(bei)，进一步国(guo)产化(hua)并(bing)降(jiang)低(di)其(qi)成本和售(shou)价；加快(kuai)制(zhi)定3D打印钛(tai)及钛(tai)合金在口腔领(ling)域的(de)行(xing)业标准，这(zhe)对于(yu)推动(dong)钛及(ji)钛(tai)合(he)金(jin)在(zai)口(kou)腔领(ling)域的应用(yong)也具有极(ji)为(wei)重(zhong)要(yao)的作(zuo)用。
参(can)考(kao)文(wen)献
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