口腔材料学教学口腔种植材料课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,口腔种植材料,口腔种植材料,概述,口腔植入材料,概 念,口腔种植材料,概述口腔植入材料口腔种植材料,概述,概念,:,是口腔生物材料的分支,植入口腔颌面部组织内,用以整复和替代口腔颌面组织器官缺损,缺失和功能重建的植入性生物材料,概述概念:,概述,分类,以材料的化学组成分类,:,金属类,生物惰性陶瓷,生物功能性陶瓷 陶瓷类,生物可吸收性陶瓷,有机高分子类,:,天然衍生聚合物,人工合成聚合物,复合材料类,概述分类,根据材料在机体内的稳定性,根据材料植入体内机体的反应,生物惰性材料,生物活性材料,非降解性材料,降解性材料,概述,根据材料在机体内的稳定性根据材料植入体内机体的反应生物惰性材,概述,材料植入体内为机体组织所接受,不发生明显的异物反应,材料与植入部位组织之间形成一种较薄的纤维包膜,纤维包膜无明显的血管组织和炎性细胞浸润反应,.,生物惰性材料,概述材料植入体内为机体组织所接受,不发生明显的异物反应,材料,概述,又可细分为,:,生物耐受性材料,:,纤维包膜较厚,如,PMMA,钴,-,铬,-,钼合金,生物惰性材料,:,与骨组织紧密接触,但仍有一薄层的纤维组织,如锆,氧化铝陶瓷,概述又可细分为:,概述,材料能与植入部位组织反应,形成化学结合,在骨组织内与骨组织形成生物结合,.,是口腔种植材料研究的重点和中心内容,.,生物活性材料,概述材料能与植入部位组织反应,形成化学结合,在骨组织内与骨组,生物性能,生产实用性,口腔种植材料,的要求,机械性能,加工成型性,耐消毒灭菌性能,临床操作性能,概述, 口腔种植材料 ,概述,(1),良好的生物学性能,：组织相容性，指材料植入后与机体软、硬组织及体液接触时，具有良好的亲和关系。生物力学相容性，硬组织及体液接触时，材料的力学性能,(,弹性模量等参数,),与骨组织相近，以避免种植体受力时在与骨组织的界面上形成过大应力集中。,概述(1)良好的生物学性能：组织相容性，指材料植入后,概述,(2),良好的机械性能,：对于植入硬组织的材料，应具有与周围组织匹配的强度，硬度，弹性模量和耐磨性，能够承载静态和动态或各种生理状态下的力，并要求在临床所期望的使用时间内不发生材料的折断、变形、磨损。,概述(2)良好的机械性能：对于植入硬组织的材料，应具有与周围,概述,(3),良好的加工成形性能,：种植技术是建立在近代机械加工的发展基础之上的。良好的加工性能才能满足形态设计的需要，临床上大量使用外形尺寸一致，表面加工精细的标准化种植体，有时也针对个体解剖形态特点用种植材料个别制作，以恢复缺损的硬组织。,概述(3)良好的加工成形性能：种植技术是建立在近代机械加工的,口腔材料学教学口腔种植材料课件,概述,(4),良好的耐消毒灭菌性能,：种植体在植入前必须严格地施行消毒灭菌，因此要求所用的种植材料不会因高压、高温、各种消毒液体和气体的浸泡熏蒸、紫外线和,射线照射等处理而发生变形，又不会滞存残量消毒物质，以保证种植手术的安全和成功。,概述(4)良好的耐消毒灭菌性能：种植体在植入前必须严格地施行,概述,口腔种植材料的相关概念,非负荷区种植与负荷区种植,非负荷区种植,-,材料不承担功能运动所需的应力或只分担很少部分,如颌面的美容修复、牙周骨缺损修复、牙槽嵴的增高等,对材料的要求主要是生物学性能,.,负荷区种植,-,材料承担传递功能运动所需的外力,如人工种植牙根、大面积颌骨缺损修复,、,关节的修复与替代等,.,对材料的要求除生物学性能外,重要的是生物力学性能,.,概述口腔种植材料的相关概念,口腔材料学教学口腔种植材料课件,概述,骨性结合,:,20,世纪,60,年代,Branemark,首先提出,osseointegration,的概念,国内译成骨整合或,骨性结合,.,是指在光学显微镜下,高分化的活的骨组织与种植体形成直接的接触关系,.,20,世纪,70,年代,Hench,提出,生物活性,的概念,是指一种特殊的能导致材料和组织在界面上形成化学键接的物质,是电子显微镜观察的结果,.,1992,年,Williams,将,骨性结合,明确定义为,:,通过物理化学过程,形成的种植体与骨组织基质的连续性,对口腔种植学发展起到主导作用,概述骨性结合:对口腔种植学发展起到主导作用,概述,骨引导性和骨诱导性,骨引导性,-,材料植入骨组织内,与骨组织直接接触,引导骨组织在其表面生长,而逐渐形成骨性结合,也常称为爬行替代,.,骨诱导性,-,材料具有诱导基质干细胞向骨源细胞分化的能力,并形成骨组织,不仅在植入骨组织内可以诱导骨生长,而且在植入非骨区域也可形成骨组织,.,概述骨引导性和骨诱导性,金属类种植材料,作为种植材料，对金属要求,：,优良的耐腐蚀性,无毒、副作用，组织相容性好,适宜的机械性能，耐磨、坚固,合理的价格,金属类种植材料作为种植材料，对金属要求：,金属类种植材料,316L,不锈钢,硬度低（维氏硬度仅,165,）,表面易于压痕，极限抗拉张强度、屈服强度和疲劳强度均低，易变形折断,抗腐蚀性差,易加工,价格低廉,主要用于骨折固定的微小夹板和螺钉,金属类种植材料316L不锈钢,金属类种植材料,金属类种植材料,金属类种植材料,铸造钴铬钼合金,极限抗拉张强度、屈服强度和疲劳强度均高,耐腐蚀,毒性较不锈钢明显为大，对钴过敏者可导致种植失败,目前较少使用,金属类种植材料铸造钴铬钼合金,钛及合金,耐磨性差,硬度高,屈服强度和疲劳强度高,弹性模量低,良好化学稳定性,耐腐蚀,良好生物学性能,质地轻,-,目前主要用于负荷区修复,金属类种植材料,钛及合金耐磨性差硬度高屈服强度和疲劳强度高,金属类种植材料,钝化,-,-,金属在体液中迅速氧化，在表面形成一层薄的、致密的、难溶的有晶体结构的氧化物，这层钝化膜称为氧化膜。由于氧化膜的保护，金属继续氧化的速度减慢。氧化膜的形成是金属耐腐蚀性的来源。,钛,:,形成氧化膜的速度相当快，在富氧的情况下被破坏的氧化层会立即得到修补。钛的高抗破坏能力表现在其钝化区不可能产生腐蚀。钛表面坚固的氧化层使得钛具备了非金属的特性。因为钛,-,组织界面中仅仅是氧化层与细胞和体液间形成的化学结构。因而，钛具备良好的生物相容性。,金属类种植材料钝化-金属在体液中迅速氧化，在表面形成一层,金属类种植材料,多孔镍钛合金种植体,金属类种植材料 多孔镍钛合金种植体,金属类种植材料,金属类种植材料,口腔材料学教学口腔种植材料课件,金属类种植材料,镍钛形状记忆合金,在不同的温度下表现为不同的金属结构相。低温,时为单斜结构相，高温时为立方体结构相，前者,柔软可随意变形，如拉直式屈曲，而后者刚硬，,可恢复原来的形状，并在形状恢复过程中产生较,大的恢复力。,金属类种植材料镍钛形状记忆合金,口腔材料学教学口腔种植材料课件,金属类种植材料,镍钛形状记忆合金,奇特的形状记忆功能,质轻、强度较高、耐疲劳性能、高回弹性和生物相容性,耐腐蚀、耐磨,种植牙具有齿槽骨切口小，固定牢靠等优点,人工关节、口腔正畸、断骨连接、弯曲脊柱矫正,金属类种植材料镍钛形状记忆合金,口腔材料学教学口腔种植材料课件,金属类种植材料,缺乏与骨组织的键合作用,弹性模量较骨高,力学相容性不理想,金属离子的释放也值得关注,赋予金属材料生物功能性,提高表面稳定性,、,耐磨性和力学相容性,解决这三个问题是研究重点,利用表面改性技术,金属类种植材料解决这三个问题是研究重点利用表面改性技术,生物活性材料：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。,材料的弹性模量由小变大时，界面骨支持组织的应力强度也随之由小变大，当材料弹性模量在,10000-27000 Mpa,时，界面骨支持组织的应力强度相对达到最小值。,生物活性材料：生物活性，在材料领域里主要指能在材料与生物组织,金属类种植材料,金属活化技术,表面涂覆,HA,或,其他磷酸盐,表面氧化物,的活化处理,金属类种植材料金属活化技术表面涂覆HA或表面氧化物,钛材种植体的生物陶瓷涂层,方法,以等离子焰流为热源,利用等离子流将粉末加热,在熔融或接近熔融状态下,喷向基底表面形成涂层,对涂层进行热处理,降低内部残余应力,高温等离子喷涂,钛材种植体的生物陶瓷涂层方法以等离子焰流为热源 在熔融或接近,钛材种植体的生物陶瓷涂层,存在的问题,:,属于线型工艺,用于多孔或形状复杂的基底上难以获得均匀一致的涂层,制备过程中温度高,冷却时基底与涂层界面会存在高残余应力,喷涂过程易使,HA,发生分解,导致,HA,结晶度低,涂层结构不致密,原料需用高纯度的,HA,粉末,较昂贵,钛材种植体的生物陶瓷涂层存在的问题:,钛材种植体的生物陶瓷涂层,涂料制成料浆,涂加在金属基,底表面,高温下热处理,料粉与基体之,间发生热扩散,和固相反应,基底表面形成,多孔或致密结,合牢固的涂层,涂覆,-,烧结法,钛材种植体的生物陶瓷涂层涂料制成料浆, 高温下热处理,基底表,钛材种植体的生物陶瓷涂层,问题,:,制备过程中的高温使得金属基体的性能下降和,HA,的分解,烧结过程中金属基底和陶瓷涂层之间的热物理性能差异导致了涂层内部产生热应力,从而降低涂层与基底的结合强度,造成涂层微裂纹和剥落,钛材种植体的生物陶瓷涂层问题:,在基底材料表面预先涂覆一定配比的,CaHPO,4,.2H,2,O,和,CaCO,3,粉末,用激光器进行熔覆处理,使合成与涂覆一步完成,激光熔覆法,涂层与基底结合好,硬度,、强度高,涂层的均匀性和稳定性难控制,有希望成为生产生物医用材料的途径,在基底材料表面预先涂覆一定配比的CaHPO4.2H2O和Ca,钛材种植体的生物陶瓷涂层,离子束溅射法,采用离子束轰击生物材料靶材,使溅射出的粒子沉积在基板表面形成涂层,用来制备较薄涂层,钛材种植体的生物陶瓷涂层离子束溅射法,钛材种植体的生物陶瓷涂层,控制一定的电极,电位并调节,pH,以石墨为阳极,金属基底为阴极,在含有,Ca,2+,和,H,2,PO,4,-,溶液中,在阴极表面沉积,出磷酸钙生物陶瓷,电沉积技术,钛材种植体的生物陶瓷涂层控制一定的电极以石墨为阳极在含有Ca,钛材种植体的生物陶瓷涂层,通直流电,浸入含有涂层材料,成分的乙醇溶液,将铅作为阳极,金属基底作为阴极,得到致密或,多孔涂层,电泳沉积技术,钛材种植体的生物陶瓷涂层通直流电浸入含有涂层材料将铅作为阳极,钛材种植体的生物陶瓷涂层,电化学法特点,在温和条件下进行,基底与涂层界面不存在热应力问题,有利于增强结合强度,非直线过程,可以在形状复杂和表面多孔的基底上制备出均匀涂层,钛材种植体的生物陶瓷涂层电化学法特点,钛材种植体的生物陶瓷涂层,溶胶,-,凝胶法,将涂层配料制成凝胶,使之均匀覆盖于基底的表面,溶剂迅速挥发,配料发生缩聚反应而胶化,经干燥和热处理,得到涂层,制备温度低,涂层性能均匀,结晶度好,晶粒尺寸为纳米级,但纯的,HA,涂层结合强度不高,钛材种植体的生物陶瓷涂层溶胶-凝胶法,钛材种植体的生物陶瓷涂层,仿生溶液生长法,金属表面进,行预处理,表面形成活性金属氧化物层,置于模拟体液中,HA,涂层,钛材种植体的生物陶瓷涂层仿生溶液生长法金属表面进表面形成,仿生溶液生长法优点,低温操作,增强结合力,.,更高骨结合力,1,不受基材形状限制,可控制晶体微观结构,2,不需经热处理,可以和生物活性分子同时沉积,3,设备投资少,工艺简单,4,仿生溶液生长法优点低温操作,增强结合力.更高骨结合力 1不受,仿生溶液生长法不足,目前没有制备生物,活性最佳方法,1,没有产生更好生物,活性的反应介质,2,3,目前的涂层几乎,是纯磷酸钙涂层,4,涂层厚度较薄,(1015,m,),-,探索形成仿生学涂层的溶液以及制备复合仿生涂层是努力方向,仿生溶液生长法不足目前没有制备生物1没有产生更好生物23目前,利用模板法诱导晶体生长的方法模拟生物矿化研究已成为一个热门课题。虽然，模板法模拟生物矿化过程制备材料取得了很大的成功，但是这项研究还存在几点不足。首先，大多数的研究工作都是通过优化模板的结构和化学性质来调控晶体的结构、形貌和取向，但是对于用模板来控制特定晶型晶体生长的研究还很少。其次，实际应用的晶体材料大多需要厘米尺寸，但是由模板法调控生成的晶体，有很大一部分是毫米尺寸的，这就限制了晶体的实用性。另外，现今社会对有机材料的需求也日益增多，而由模板法调控生成的晶体大多数是无机晶体,利用模板法诱导晶体生长的方法模拟生物矿化研究已成为一个热门课,钛材种植体的生物陶瓷涂层,涂层结构,HA,颗粒部分熔融,与金属基体高速撞击,迅速冷却凝固,大部分熔融的,HA,来不及结晶,以无定形形态凝固,颗粒内层的熔融,HA,重新结晶,钛材种植体的生物陶瓷涂层涂层结构,钛材种植体的生物陶瓷涂层,涂层结构,HA,涂层,凝固的,无定形相,颗粒内层的,再结晶相,内核未熔融的,原结晶相,钛材种植体的生物陶瓷涂层涂层结构HA涂层凝固的颗粒内层的内核,钛材种植体的生物陶瓷涂层,涂层组成,HA,涂层,氧羟基磷灰石,(OHA),磷酸三钙,(,-TCP,),磷酸四钙,(TTCP),焦磷酸钙,钛材种植体的生物陶瓷涂层涂层组成HA涂层氧羟基磷灰石磷酸三钙,钛材种植体的生物陶瓷涂层,涂层孔隙,HA,颗粒熔融部分由内聚力结合在一起,颗粒间未熔融部分变形,充填于熔融部分之间,未完全充填处形成涂层孔隙,粉粒越细,涂层更致密,-,孔隙对涂层的降解和力学性能有重要影响,钛材种植体的生物陶瓷涂层涂层孔隙,钛材种植体的生物陶瓷涂层,HA,涂层生物学作用,促进钛材种植体与骨的结合,特别是早期骨整合,提高早期植入体与骨界面的结合强度,(,钛材种植体与骨组织间隙大于,50,m,时,生成纤,维组织,导致失败,HA,涂层种植体与骨组织间隙较,大时,仍能激发骨生长,达到骨性结合,),钛材种植体的生物陶瓷涂层HA涂层生物学作用,钛材表面氧化物的活化,二氧化钛是致密的钝化层,引导磷酸盐沉积的能,力极差,甚至不能诱导,.,与骨组织形成键合,制备表面活性二氧化钛及其凝胶,发挥表面钛羟基的功能,钛材表面氧化物的活化二氧化钛是致密的钝化层,引导磷酸盐沉积的,钛材表面氧化物的活化,方法,阳极氧化法,溶胶,-,凝胶法,粗糙化,+,酸处理法,强碱处理法,酸,-,碱两步法,双氧水等强氧化剂处理法,表面接枝诱导矿化成核,离子注入,低温等离子辉光放电法,钛材表面氧化物的活化方法,钛材涂层的问题,涂层材料与基体性质差异大,涂层与基体的结合界面问题,涂层材料的生物活性与稳定性关系问题,基材、涂层材料与骨组织力学相容性不匹配问题,钛材涂层的问题涂层材料与基体性质差异大,解决方法,研究梯度功能材料涂层技术和方法,研究复合涂层,研究新的复合的涂层材料,设计新的涂层材料的力学相容性,解决方法研究梯度功能材料涂层技术和方法,陶瓷类种植材料,广义的生物陶瓷,生物陶瓷,狭义的生物陶瓷,陶瓷类种植材料广义的生物陶瓷狭义的生物陶瓷,生物陶瓷（,Bioceramies,）,是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料，即直接用于人体或与人体相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料。广义讲，凡属生物工程的陶瓷材料统称为生物陶瓷。狭义的生物陶瓷是指植入人体或与人体组织直接接触，使机体功能得以恢复或增强可使用的陶瓷。,生物陶瓷（Bioceramies）是指用作特定的生物或生理功,陶瓷类种植材料,作为口腔种植材料已有,20,年历史,陶瓷强度高，耐腐蚀、无毒、能很好地被口腔组织接受等特点，近几年发展很快，,陶瓷的脆性又是它的致命弱点，同样也限制了它在口腔种植领域的应用,陶瓷类种植材料作为口腔种植材料已有20年历史,陶瓷类种植材料,分类,:,根据生物陶瓷材料的性质和在机体组织内引起的组织反应类型,生物惰性陶瓷,:,材料植入活体组织后没有或几乎没有组织反应，它们在体内处于稳定状态。包括单晶和多晶氧化铝、高密度羟基磷灰石、氧化锆、氮化硅等,陶瓷类种植材料分类:根据生物陶瓷材料的性质和在机体组织内引起,陶瓷类种植材料,生物反应性陶瓷,:,在生理环境中具有化学活性的陶瓷。具有在组织和种植体之间刺激化学性结合的能力。陶瓷种植体植入后有引导界面上骨组织形成的作用，因而能很快形成与骨组织的化学性结合。,包括低密度的羟基磷灰石（锆,-,羟基磷灰石、氟,-,羟基磷灰石、钙,-,羟基磷灰石等）陶瓷、磷酸钙玻璃陶瓷、生物玻璃等,陶瓷类种植材料生物反应性陶瓷:在生理环境中具有化学活性的陶瓷,陶瓷类种植材料,生物可吸收性陶瓷,:,完全被组织吸收的陶瓷材料,具有更好的生物相容性。在植入体内初期，逐渐有机体组织长入。由于孔隙小，有较好的机械强度。但随着陶瓷在机体新陈代谢过程中被吸收，其强度便明显下降，最终被机体软硬组织所取代。,包括可溶性的磷酸三钙、可溶性铝酸钙等,.,临床常用在组织缺损时起过渡性支架或填充体的作用,陶瓷类种植材料生物可吸收性陶瓷:完全被组织吸收的陶瓷材料,具,陶瓷与机体的相互作用,影响,陶瓷结构,种植技术,陶瓷表面形态,机体反,应性,陶瓷类种植材料,陶瓷与机体的相互作用影响陶瓷结构种植技术陶瓷表面形态机体反陶,陶瓷类种植材料,种植材料的性质很大程度决定材料与机体的界面反应,材料组成结构与界面,:,生物反应性陶瓷,-,与骨组织呈骨性界面结合,界面区无纤维组织膜,生物惰性陶瓷,-,纤维接触界面,生物可吸收性陶瓷,-,界面存在新骨形成并伴随陶瓷材料的分解吸收,陶瓷类种植材料种植材料的性质很大程度决定材料与机体的界面反应,陶瓷类种植材料,材料表面状态与界面,:,陶瓷表面能,体液对材料的润湿性,对种植材料与机体组织的结合有很大影响,陶瓷材料表面能愈高,体液在材料的表面张力愈低,润湿性愈好,材料与组织的结合性能愈佳,接触角越小,润湿性越好,目前的口腔种植材料中,玻璃陶瓷、羟基磷灰石具有最小接触角,.,陶瓷类种植材料材料表面状态与界面:,陶瓷类种植材料,陶瓷材料的孔隙,孔隙作用,:,为纤维细胞和骨细胞向陶瓷中生长提供通道和生长场合,增大组织液与陶瓷材料之间的接触表面积,加速反应过程,有利于局部体液循环,为长入材料内部的新生骨提供营养,引导纤维及骨组织长入孔隙中,发挥机械性锁结固定作用,陶瓷类种植材料陶瓷材料的孔隙,陶瓷类种植材料,陶瓷材料的孔隙,15,50,m-,有利于纤维微管的生长；,50,150,m-,有利于类骨质的形成；,150,250,m-,引导形成矿化的骨组织作用显著而直接；,250,m,以上,-,诱导分化的能力：成纤维细胞,成骨细胞。,孔隙度高，孔隙相通的材料有利于营养物质的传递和新骨的长入,。但孔隙度过高，又对材料的强度有影响。一般控制在,30%,左右,陶瓷类种植材料陶瓷材料的孔隙,陶瓷类种植材料,陶瓷材料的形态,颗粒状、粉末状长期植入不易产生瘤样增生,块状易诱发肉瘤,有孔者比无孔者、圆钝材料比角形材料的瘤样增,生发生率降低,50%,陶瓷类种植材料陶瓷材料的形态,陶瓷类种植材料,材料力学性质与界面,:,陶瓷材料本身的力学性质和在应力作用下力传导性质,必须与骨的力学性质和力传导性质相匹配,才能获得良好的力学相容性,.,陶瓷材料与天然牙和骨组织相比,弹性模量高,刚性大,受应力特别是水平应力时,应力不能得到分散和缓冲,加上骨组织是多相多孔体,应力应变呈粘弹性关系,所以容易形成种植体周围应力集中,造成骨吸收和破坏,.,陶瓷类种植材料材料力学性质与界面:,陶瓷类种植材料,临床应用,(,一,),陶瓷人工牙根种植体,利用生物陶瓷材料制成牙根的种植体,植入拔牙窝或人工牙窝内,在种植体上部制作义齿修复体以恢复缺失牙的解剖形态,并通过牙根种植体将应力直接传导和分散到颌骨以获得咀嚼功能,.,应用现状,:,已广泛应用于临床,如单晶或多晶氧化铝陶瓷、羟基磷灰石陶瓷及生物玻璃陶瓷人工牙根种植体,.,为克服脆性大等缺点,目前一般是将陶瓷与金属复合,采用烧结、溅射、喷涂等涂层方法,将生物陶瓷涂层在金属核上制成陶瓷涂层人工牙根复合种植体,.,陶瓷类种植材料临床应用,良好的生物性能,产生骨性界面结合,表面形成孔隙,增强与骨组织机械性结合,可阻止或降低内层金属离子的释放,利用金属核的强度能克服单纯陶瓷人工,牙根种植体脆性大、机械强度差的缺点,可改善种植体表面的弹性模量,优,点,陶瓷类种植材料,良好的生物性能,产生骨性界面结合表面形成孔隙,增强与骨组织机,陶瓷类种植材料,(,二,),陶瓷人工骨,利用陶瓷材料替代和恢复骨缺损缺失的生理外形,并重建已丧失的生理功能,.,并未具备骨的性质,而是利用其构成网状支架结构,促进和引导骨组织成骨,.,分类,:,按陶瓷材料,-,氧化铝陶瓷人工骨、羟基磷灰石陶瓷、生 物玻璃陶瓷、磷酸三钙陶瓷等,按形态,-,块状型、颗粒型、粉末型,按致密程度,-,致密实体型、多孔泡沫型,按组成成分,-,单一陶瓷人工骨、复合陶瓷人工骨,陶瓷类种植材料(二)陶瓷人工骨,陶瓷类种植材料,颗粒型陶瓷人工骨的性质和用途,主要适用于颌骨局部缺损修复以及骨萎缩吸收后生理外形的恢复等,是应用最广的一种形态,颗粒形态以圆形为最佳,颗粒直径对组织的反应也有差异,直径在,500,m1000m,时,能使纤维组织和新生骨组织同时长入人工骨颗粒之间,孔隙率也保持在,30%,左右,陶瓷类种植材料颗粒型陶瓷人工骨的性质和用途,陶瓷类种植材料,多孔泡沫型陶瓷人工骨的性质和用途,主要适用于大面积骨缺损修复,分大孔型,(,孔隙率,55%),和小孔型,(,孔隙率,75%),小孔型对于大面积骨缺损修复有较好效果,加工成形比较困难,易碎,植入体内一段时间后,因组织长入彼此交互联结,强度有所提高,陶瓷类种植材料多孔泡沫型陶瓷人工骨的性质和用途,陶瓷类种植材料,致密实体型陶瓷人工骨的性质和用途,用于局部骨缺损修复和生理性骨吸收后的生理外形恢复,以及拔牙后立即进行牙槽窝埋入以减缓牙槽骨吸收，保存牙槽嵴高度,密度大、机械强度高,可承受较大应力,弹性模量高、刚性大,容易引起骨组织的损伤、吸收,陶瓷类种植材料致密实体型陶瓷人工骨的性质和用途,口腔材料学教学口腔种植材料课件,代表性的生物陶瓷性能和应用,分类,生物惰性类陶瓷,生物活性类陶瓷,生物可吸收性陶瓷,代表性的生物陶瓷性能和应用分类生物惰性类陶瓷,机械强度较高,良好耐磨耗性和润滑性,弹性模数高,多种结晶形态,属于生物惰性材料,具有亲水性，表面易形成水膜,体液中稳定,对周围机体组织呈惰性反应,孔径大的材料有新骨长入,生物惰性类陶瓷,-,氧化铝,机械性能,生物性能,一般情况,机械强度较高多种结晶形态体液中稳定生物惰性类陶瓷-氧化铝机械,生物惰性类陶瓷,-,氧化铝,：应用,1,人工关节等,2,人工牙根,3,接骨螺钉用于骨固定,生物惰性类陶瓷-氧化铝：应用1 人工关节等2,口腔材料学教学口腔种植材料课件,生物惰性类陶瓷,-,碳素,主要有玻璃碳、碳纤维、热分解碳和碳碳复合物,具有优良抗血栓性，应用于人工心脏瓣膜,在其他方面真正实用化有待探索,生物惰性类陶瓷-碳素主要有玻璃碳、碳纤维、热分解碳和碳碳复合,机械强度较高,良好韧性和挠曲强度,“陶瓷钢”,其特性在技术上难把握,优良的韧性,生物相容性以及与骨组织的结合状况大体与氧化铝相似,生物惰性类陶瓷,-,氧化锆,机械性能,生物性能,一般情况,机械强度较高其特性在技术上难把握生物惰性类陶瓷-氧化锆机械性,生物惰性类陶瓷,-,氧化锆,：应用,1,与氧化铝相似,2,较多用作口腔全瓷修复体材料,3,使用,CAD/CAM,技术制备高强度氧化锆冠桥,生物惰性类陶瓷-氧化锆：应用1 与氧化铝相似2较多用,生物活性类陶瓷,-,羟基磷灰石（,HAp,）,1,迄今仍为医学界研究热题,是生物活性陶瓷,钙磷比为,1.67,，组成与天然骨,、牙的无机成分相同,2,机械强度与制作工艺有很大关系,脆性大，耐冲击强度低,3,分子结构和钙磷比与正常骨无机成分相似，生物相容性十分优良，植入骨缺损区有较好的修复效果,对软组织也同样具有良好相容性,生物活性类陶瓷-羟基磷灰石（HAp）1迄今仍为医学界研究热题,Hap,人工牙根曾风靡一时,Hap,多孔体常用于骨置换和骨缺损修复,羟磷灰石（,HAp,）,：应用,Hap人工牙根曾风靡一时 Hap多孔体常用于骨置换和骨缺损修,口腔材料学教学口腔种植材料课件,口腔材料学教学口腔种植材料课件,羟磷灰石（,HAp,）,：改性,羟磷灰石与有机高分子聚合物复合,羟磷灰石与胶原,、骨形成蛋白或生物活性分子的复合,多相陶瓷复合烧结,掺杂改性,其他形式的复合,羟磷灰石（HAp）：改性羟磷灰石与有机高分子聚合物复合羟磷,其它生物活性及生物可吸收性陶瓷,生物玻璃,生物活性玻璃陶瓷,磷酸三钙,羟基磷灰石与磷酸三钙双相陶瓷,其它生物活性及生物可吸收性陶瓷生物玻璃,微晶玻璃,：具有玻璃和陶瓷的双重特性，普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一样，由,晶体,组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。所以，微晶玻璃比,陶瓷,的亮度高，比玻璃韧性强。,微晶玻璃：具有玻璃和陶瓷的双重特性，普通玻璃内部的原子排列是,口腔材料学教学口腔种植材料课件,陶瓷类种植材料,生物陶瓷发展趋势,从致密体向多孔体发展,:,致密陶瓷的表面气孔率较小,有较好的机械性能,但植入人体后,只能在表面形成骨质,骨组织不能长入材料内部,力学性能远不能用于负荷区修复,.,模拟、防制或复制生物骨组织的多孔结构,研制孔隙相通的生物活性和生物可降解性的多孔生物陶瓷材料,仍然是目前生物陶瓷研究的主要方向,.,合成的多孔陶瓷材料,无论从力学性能还是从孔隙的结构特征上讲,均远不及天然的生物骨组织,.,因此,通过将生物骨组织人工改性,获得的多孔生物陶瓷完整地保留了生物骨组织的多孔特性和生物活性,成为研究热点,.,例如,将牛骨、珊瑚等脱去有机物后,经适当的烧结工艺,再经过磷酸盐修饰,HA,多孔生物陶瓷,.,陶瓷类种植材料生物陶瓷发展趋势,陶瓷类种植材料,复合生物陶瓷的发展,:,通过成分的改进,有目的地选择第二相,以获得更好的机械性能及生物学性能,.,如,:HA,基陶瓷与磷酸三钙,(TCP),复合、,HA,基陶瓷与生物玻璃复合、,HA,与有机物复合、多孔生物陶瓷与骨髓基质细胞或骨形成蛋白等骨生长物质的复合等,HA,结构向类骨磷灰石结构方向发展,:,人类骨组织磷灰石呈低结晶度的纳米级,HA.,按仿生学设想,将,HA,生物陶瓷的合成转向低结晶度非化学计量贫钙,HA,特别是碳酸磷灰石、氯磷灰石、氟磷灰石纳米,HA,的研究增多,提高了磷灰石的生物相容性和吸收降解性,陶瓷类种植材料复合生物陶瓷的发展:通过成分的改进,有目的地选,陶瓷类种植材料,磷酸钙生物降解陶瓷方向发展,:,磷酸钙陶瓷的可吸收性是指陶瓷植入机体后,随时间而部分或全部被吸收,同时新骨生成取代生物材料,.,优越性在于,:,无异物存在于体内,骨的改建不受材料的影响,材料吸收后骨的改建比骨与材料的复合体更活跃,.,随着降解和吸收,新骨逐步长入替代植入物,这是一种理想的骨修复和替代途径,但受材料本身和宿主植入部位等因素影响,要达到材料吸收和骨生长的速度相一致是很困难的,.,目前可吸收的陶瓷材料主要有,:,贫钙性低结晶的磷灰石、,-TCP(,磷酸三钙,),、,-TCP,、磷酸四钙,(TTCT),、磷酸八钙,(OCP),、无定形磷酸钙,(ACP),等,陶瓷类种植材料磷酸钙生物降解陶瓷方向发展:磷酸钙陶瓷的可吸收,陶瓷类种植材料,具有诱导性磷酸钙基生物陶瓷方向发展,:,材料的骨诱导性指材料诱导基质干细胞向骨祖细胞方向分化,进而形成骨组织的性能,.Ca-P,陶瓷的骨诱导性是一定条件下的固有特性,其诱导基质干细胞骨源性分化的机理尚不清楚,是开发骨诱导性,Ca-P,陶瓷的研究重点,具有生物电性能的生物陶瓷方向发展,:,研究生物压电陶瓷材料和高分子驻及体材料,使种植材料具有促进细胞组织定向生长的作用,符合机体组织的电相容性,具有渐变多元多层结构的生物梯度材料方向发展,:,提高种植体的力学相容性和应力传导性,陶瓷类种植材料具有诱导性磷酸钙基生物陶瓷方向发展:材料的骨诱,陶瓷类种植材料,钛,玻璃,HA,种植体横截面图,植入颌骨的牙根部分表面为多孔陶瓷，由外向内孔隙逐渐减少形成孔隙梯度结构，陶瓷的成分也可过渡到力学性能优异的金属形成陶瓷,/,金属的组成梯度,陶瓷类种植材料 钛玻璃HA种植体横截面图 植入颌骨的牙根,高分子类种植材料,包括,天然高分子,和,合成聚合物,天然聚合物包括胶原、骨有机基质、生长因子,以及其他生物体天然高分子,如甲克素、纤维素、藻酸钠等,它们常常表现为降解性,作为复合材料的组分使用,.,合成聚合物又可分为降解性和非降解性材料,.,包括丙烯酸脂类、聚四氟乙烯类、聚枫、聚乳酸、聚羟基丁酸酯等,高分子类种植材料包括天然高分子和合成聚合物,天然聚合物包括胶,高分子类种植材料,高分子类种植材料的优点,:,弹性模量较低,减少了金属等较高弹性模量所致的应力屏蔽和应力集中所导致的骨吸收,;,多数可以降解吸收,.,高分子类种植材料的不足,:,易老化,;,某些降解产物可能对机体有一定的危害,;,机械强度较差,负荷区使用受限,;,多数呈疏水性,不能形成骨性结合,.,高分子类种植材料高分子类种植材料的优点:弹性模量较低,减少了,口腔材料学教学口腔种植材料课件,复合材料,诸多的种植材料中并没有一种是完美无缺的，往往不能同时满足生物相容性和机械性能方面的要求,复合材料,应运而生,包括两种主要形式,:,混合法、涂层法,复合材料复合材料 包括两种主要形式:混合法、涂层法,