氮化硅复合种植体－骨界面的剪切强度

时间:2010-05-11 07:24:57  作者:  来源:  查看:  80 关键字:

　〔摘要〕　目的：测试并分析新型种植体及钛种植体与骨的剪切强度。方法： 以Beagle犬为实验对象，羟基磷灰石(HA)涂层钛种植体及钛合金种植体为对照，用 力学测试方法研究新型种植体--氮化硅复合羟基磷灰石涂层种植体和单一氮化硅种植体植 入股骨后，不同时期种植体-骨界面的剪切强度。结果：两种有涂层 的种植体植入后1个月 ，其界面剪切强度高于非涂层者，但3个月后实验组的两种种植体界面剪切强度明显高于对 照组，与骨形成更牢固的骨性结合。结论：新型种植材料具有一定 的临床应用价值及发展潜力。

　　本文选用高强度陶瓷氮化硅(silicon nitride,Si3N4)做基底材料，表面等离子喷 涂羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)，就这种新型复合种植体及单一氮化硅种植体的理化性 能、生物学特性已做了大量研究〔1,2〕。为进一步了解该种植体与骨的界面结合情 况，又进行了科学的定量实验研究。本文以Beagle犬为实验对象，采用生物力学方法测试新 型种植体与骨界面的剪切强度。

　　1　材料与方法

　　1.1　种植体

　　实验组：Si3N4-HA,Si3N4(直径3.7～4.0 mm，长10 mm，圆柱型。)；对照组 ：Ti-HA，Ti

　　Ti-HA由四川大学材料科学研究所提供，Ti由Core-Vent Corp.Encino Calif.U.S.提供。

　　1.2　实验动物

　　国际标准实验用Beagle犬6只。

　　1.3　实验方法

　　用30 g/L戊巴比妥钠以每千克体重30 mg静脉麻醉Beagle犬后， 双侧股骨由近及远植入种植体，间隔5～10 mm，于术后1个月、3个月、6个月分别处死，取 新鲜 股骨标本去除附着的软组织，用骨锯沿种植体方向将股骨锯成若干小块，每一小块含一个种 植体；再用金刚砂片将每一小块沿与种植体长轴成正交的方向切成两块，所有标本置于生理 盐水中。将制备成的试件放于409-Ⅱ型加载架上，以10 mm/min的施载速度逐渐加压，至种 植体从骨块中脱出，记录试件破坏时的施载力，测量、计算出各试件的种植体-骨界面面积 ，按下列公式求得剪切强度：

　　剪切强度(MPa)=试件破坏时的最大力/界面结合面积。

　　注意制备试件及测试界面剪切强度应在处死动物24 h内完成。

　　2　结　果

　　表1是在不同的种植时期的4种种植体-骨界面的剪切强度的均数及标准差。

　　结果显示，种植体植入后1个月，Si3N4-HA、Ti-HA与骨界面的剪切强度高于非涂 层的 两种(P＜0.01);3个月时实验组均高于对照组(P＜0.01或＜0.05)；6个月时Si 3N4的界面剪切强度略高于其他3种，但无显著性。

　　4种植体植入后1～3个月其界面剪切强度均明显升高(P＜0.01),3～6个月时Si3N 4-HA和Ti-HA骨界面剪切强度变化无统计学意义。

　　　表1　4种种植体-骨界面剪切强度　　(±s,MPa)

种植时间 　　(月)	Si3N4-HA	Si3N4	Ti-HA	Ti
1	2.46±0.81	1.91±0.78	2.45±0.88	1.79±0.74
3	13.93±1.87	13.55±1.62	12.45±1.58	10.70±1.39
6	14.37±1.84	15.54±1.91	13.42±1.98	12.67±2.53

表2　种植体-骨界面剪切强度的均数比较及两两比较结果

SHl

SH3

SH6

Sl

S3

S6

THl

TH3

TH6

Tl

T3

T6

SHl

-

＜0.01

＜0.01

＜0.01

NS

＜0.01

SH3

-

NS

NS

＜0.05

＜0.01

SH6

-

NS

NS

NS

Sl

-

＜0.01

＜0.01

＜0.01

NS

S3

-

＜0.05

NS

＜0.01

S6

-

NS

NS

TH1

-

＜0.01

＜0.01

＜0.01

TH3

-

NS

＜0.05

TH6

-

NS

T1

-

＜0.01

＜0.01

T3

-

＜0.01

T6

-