人工種植牙材料及表面處理的研究進(jìn)展

姚崢杰，楊迪誠，李 偉，朱 君,，吳 寧,

(1.上海健康醫(yī)學(xué)院，上海 201318)(2.納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心，上海 200241)

1 前 言

牙齒缺失不僅影響患者的面部美觀，還對患者的生理及心理造成較大影響，進(jìn)而給患者的正常生活、社交、工作帶來不利影響。此外，牙齒的缺失還將影響牙槽骨的功能，降低牙槽骨代謝能力，加快牙槽脊骨質(zhì)的吸收及改建[1]。而種植義齒可以恢復(fù)患者的咀嚼功能，提高患者的生活質(zhì)量，已經(jīng)在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。種植修復(fù)成為了牙列缺損、牙列缺失的有效修復(fù)、治療方式之一[2]。除去患者無異感、種植牙及其周圍不會誘發(fā)病變或損害等體驗性和安全性標(biāo)準(zhǔn)，判定種植牙植入成功與否，關(guān)鍵在于其植入后能否達(dá)到日常咀嚼的功能需求，尤其是術(shù)后能否長期維持其功效。目前，臨床種植牙的成功率相當(dāng)高，但由于種植體的生物相容性和誘導(dǎo)骨組織生長能力的優(yōu)劣會影響種植牙周邊骨的吸收情況，進(jìn)而影響其穩(wěn)固性。而種植體的抗菌性也影響著口腔細(xì)菌的滋生情況，直接關(guān)乎種植牙的長期功效，再加上患者自身的飲食、衛(wèi)生習(xí)慣等個體差異，使得種植牙的長期效果不盡相同，有的甚至不是很理想，因此針對以上問題，種植牙領(lǐng)域具有很大的發(fā)展空間及研究價值。本文針對人工牙種植體，從其常見材料種類、理化改性、涂層技術(shù)等方面入手，對相關(guān)研究熱點及其進(jìn)展做簡要綜述，以供研究及臨床參考。

2 種植體材料

種植體材料應(yīng)無毒、無致敏、無致癌致畸，具備良好的生物相容性、耐腐蝕性、耐磨性以及優(yōu)良的力學(xué)性能[3]。近年來，隨著材料學(xué)的發(fā)展以及處理、加工技術(shù)的進(jìn)步，新的口腔種植體材料層出不窮，主要有金屬及其合金、陶瓷、高分子聚合物等。這些材料在性能和誘導(dǎo)成骨方面各有其特點[2]。本文依據(jù)研究熱點及臨床應(yīng)用情況，綜述了鈦及其合金、鉭及多孔鉭和氧化鋯3種種植體材料。

2.1 鈦及其合金

鈦是一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，由于醫(yī)用多孔鈦的彈性模量接近人骨，且耐腐蝕，同時具備良好的生物相容性，因此作為種植牙的選材，在口腔科、骨科、整形科中皆得到了廣泛的臨床應(yīng)用[4]。

進(jìn)行牙種植的前提是有足夠的牙槽骨，種植牙的有效壽命也與周圍牙槽骨的吸收息息相關(guān)。而鈦及其合金作為惰性金屬，缺少刺激成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞增殖的能力，主要依靠牙槽骨的機(jī)械鎖合提供固拉力[5]。因此，將鈦及其合金進(jìn)行表面處理，將增加種植牙與骨的結(jié)合，預(yù)防周圍牙槽骨的吸收。此外，針對口腔獨特的環(huán)境，有效抗菌成為研究熱點。Dong等將金納米粒子覆蓋在鈦氧化物表面，形成骨結(jié)合鈦種植體(osseo-integrated titanium implant)，顯著促進(jìn)了脂肪干細(xì)胞(adipose-derived stem cells, ADSCs)的成骨分化，并使成骨分化特異基因mRNA表達(dá)增加(圖1)[6]。而Monika等量化了銅沉積鈦表面作為牙種植體的模型，結(jié)果顯示，其能顯著降低附著牙齦卟啉單胞菌(DSM 20709)的存活率，降低鈦周圍環(huán)境中的活菌數(shù)，改善種植體的愈合[7]。

圖1 3-巰基丙基三甲氧基硅烷與金納米粒子自組裝單分子膜固定于鈦基底表面的原理示意圖[6]Fig.1 Schematic diagram of immobilization of self-assembled monolayers of 3-mercaptopropyl trimethoxysilane and gold nanoparticles on Ti substrate surface[6]

2.2 鉭及多孔鉭

鉭由瑞典科學(xué)家Anders Gustav Ekebereg于1802年首次發(fā)現(xiàn)，其相對原子質(zhì)量為73，延展性好、熔點高、耐腐蝕性強(qiáng)[8]。多孔鉭是一種具有開放孔隙的三維十二面體結(jié)構(gòu)的生物材料，較之于鈦及鈦合金，多孔鉭剪切力和摩擦系數(shù)高，孔隙率高，有利于骨組織的長入。

研究顯示，鉭可以形成兩種形式的氧化物：Ta2O5和TaO2。其中應(yīng)用普遍的Ta2O5可穩(wěn)定存在，使鉭金屬能在復(fù)雜的口腔環(huán)境中顯示惰性，不發(fā)生其他化學(xué)反應(yīng)，所以骨科手術(shù)后無需進(jìn)行二次手術(shù)取出，可有效減小手術(shù)創(chuàng)傷[9, 10]。

在術(shù)后種植體周圍骨重建方面，Edelmann等比較了多孔鉭金屬小梁增強(qiáng)鈦(TM)種植體與含脫鈣骨基質(zhì)的傳統(tǒng)鈦合金(Ti)種植體[11]。他們選取了82例患者共接種種植體205枚，其中實驗組TM 44枚，對照組Ti 161枚，采用SPSS配對樣本t檢驗(α=0.05)，結(jié)果顯示TM種植體植入一年后平均骨增長0.28 mm，而對照組在種植體加載第一年后邊緣骨丟失0.20 mm。多變量邏輯回歸分析結(jié)果顯示，TM組發(fā)生骨丟失的幾率比Ti對照組低64%。

雖然鉭及多孔鉭作為骨植入材料及骨替代材料展現(xiàn)出了優(yōu)異的生物性能，但因其價格昂貴，目前在種植牙中多以合金或涂層的形式存在，在臨床應(yīng)用中受到一定限制[12]。

2.3 氧化鋯

氧化鋯植入物具有良好的力學(xué)、生物學(xué)和美學(xué)性能。此外，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)體系提供了多種臨床和技術(shù)選擇，簡化了臨床操作，拓寬了使用氧化鋯植入物的適應(yīng)癥范圍[13]。

眾多研究顯示，氧化鋯種植體可以在一定程度上達(dá)到抑菌的效果，對于輕型鏈球菌、產(chǎn)黑普氏菌、人牙菌斑、鏈球菌等常見口腔細(xì)菌皆在統(tǒng)計學(xué)上有顯著效果，部分甚至優(yōu)于鈦合金種植體[14-16]。

生物相容性方面，Ganbold等研究了氧化鋯和鈦種植體的表面特性及破骨細(xì)胞生成反應(yīng)，制備了含5%(摩爾分?jǐn)?shù))氧化釔的四方氧化鋯多晶樣品，并在樣品上培養(yǎng)和分化成為破骨細(xì)胞，評價了它們的表面形狀、粗糙度和化學(xué)成分，檢測了1型活化T細(xì)胞(NFATc1)和c-Fos兩種關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子的mRNA表達(dá)，并檢測NFATc1和c-Fos的蛋白水平。結(jié)果顯示，氧化鋯上NFATc1的mRNA值高于鈦，且氧化鋯上c-Fos的蛋白水平表達(dá)也更厚，說明氧化鋯材料可提供足夠的破骨細(xì)胞發(fā)生行為，以供牙科植入物使用[17]。此外，Rodriguez等隨訪多名患者后的評估顯示，氧化鋯牙種植體是種植牙科臨床實踐中的一種選擇，具有穩(wěn)定的臨床效果和美觀效果[18]。

3 理化改性

單一地選取替代種植體材料難以完全滿足臨床對于種植牙的需求，如抑制口腔細(xì)菌、誘導(dǎo)骨細(xì)胞生長、防止周圍骨吸收、造價低廉、長期效果穩(wěn)定可靠等，因此種植體表面會被進(jìn)一步處理加工，以改進(jìn)材料的弊端，并保留其固有的優(yōu)勢。

種植體的表面處理技術(shù)指通過物理、化學(xué)或兩者相結(jié)合的方式對材料表面進(jìn)行改性，改變種植體表面微觀結(jié)構(gòu)。目前通過研究種植體與生物宿主的相互作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)材料表面的化學(xué)成分、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、表面能、親疏水性等均會對材料與生物宿主之間的結(jié)合產(chǎn)生影響[5]。而材料的表面形貌、電荷、潤濕性、粗糙度等均會影響細(xì)菌的黏附與生長[19, 20]。

3.1 物理改性

3.1.1 噴砂處理

噴砂處理利用壓縮空氣向種植體表面高速噴射不同粒徑的噴料，是最古老的種植體表面修飾方法之一，用以增強(qiáng)其骨結(jié)合能力[21]。Guilherme等發(fā)現(xiàn)不同的噴涂介質(zhì)尺寸、噴涂速度、表面覆蓋率等變量及其相互作用，會影響種植體表面形貌特征及粗糙度參數(shù)[22]。Eugenio等在一個兔子模型上測試了噴砂酸蝕表面(SA)處理和氧化表面(OS)處理兩種種植體表面處理，并用白光干涉顯微鏡測量表面粗糙度，用X射線殘余應(yīng)力Bragg-Bentano衍射法測量表面殘余應(yīng)力[23]。結(jié)果顯示，SA種植體的骨-種植體接觸率為(53.49±8.46)%，稍高于OS種植體，證實了噴砂處理種植體在骨整合中的重要性(圖2)。

但是有學(xué)者通過效應(yīng)模型分析法(meta-analysis)比較了噴砂和機(jī)械加工種植牙的種植失敗率和邊緣骨變化率，結(jié)果顯示：噴砂處理較之于機(jī)械加工，在種植牙邊緣骨吸收方面并不占優(yōu)勢，需要進(jìn)一步進(jìn)行大樣本的隨機(jī)臨床試驗，以客觀地確定某些種植體表面修飾的臨床效益[21]。

圖2 噴砂酸蝕表面處理的種植體(a)和氧化表面處理的種植體(b)的光學(xué)顯微鏡照片[23]Fig.2 Light microscope images of sandblasted and acid-etched surface implant (SA) (a) and oxidized surface implant (OS) (b)[23]

3.1.2 離子注入

離子注入技術(shù)是將離子束注入到種植體中，離子束與種植體中的原子或分子發(fā)生物理和化學(xué)作用，入射離子能量逐漸損失，最后停留在種植體中，使種植體的表面成分、結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生變化的改性方法[24]。

多項研究均顯示，離子注入技術(shù)具有良好的效果及潛力。Huang等將氮等離子體浸沒離子注入處理應(yīng)用于Ti-6Al-4V鈦合金，改善了種植牙的耐蝕性，同時促進(jìn)了細(xì)胞反應(yīng)和抗菌黏附[25]。Wang等研究探討了氟離子注入鈦(F-Ti)表面及種植體的細(xì)胞相容性及早期骨整合，結(jié)果表明，氟改性鈦在此方面具有促進(jìn)作用，為臨床應(yīng)用提供了一種有前途的選擇[26]。Maeztu等臨床評估了CO離子注入的新型表面處理技術(shù)，相較于機(jī)械加工，該技術(shù)顯示出更大的骨整合程度，且未見不良反應(yīng)[27]。

3.1.3 選擇性激光熔覆

選擇性激光熔覆(selective laser melting，SLM)技術(shù)是利用激光束的熱作用將金屬粉末完全熔化，并經(jīng)冷卻凝固而成型的一種技術(shù)，在種植體表面改性方面具有廣闊的應(yīng)用前景[28]。

針對種植牙由于細(xì)菌增殖而導(dǎo)致的高失敗率， Avram等使用SLM技術(shù)，采用功率為150和75 W的激光束分別制備了孔隙率為1%和23%的鈦合金種植牙，并對這兩種種植牙分別進(jìn)行干熱和蒸汽滅菌，并于細(xì)菌中共孵育后評價細(xì)菌的生長情況，成功確定了一個對多孔植入物進(jìn)行消毒的方案[29]。

機(jī)械和生物力學(xué)方面，Chen等采用逆向工程方法設(shè)計了根模擬和根模擬螺紋兩種定制種植體，使用SLM技術(shù)逐層印刷鈦種植體，對其相對密度、表面粗糙度、拉伸性能、彎曲強(qiáng)度和尺寸精度進(jìn)行了評價[30]。結(jié)果表明，SLM技術(shù)是一種定制高強(qiáng)度、高精度、高密度種植體的有效方法；將螺紋特性添加到定制的根模擬種植體設(shè)計中，能夠保持自然根的近似幾何結(jié)構(gòu)，且顯示出更好的應(yīng)力分布和初始穩(wěn)定性(圖3)。

圖3 根模擬螺紋種植體的計算機(jī)輔助設(shè)計模型(紅色箭頭表示咬合力方向)[30]Fig.3 Computer-aided design model of root-analog threaded implant (direction of occlusal force indicated by red arrow)[30]

3.2 化學(xué)改性

3.2.1 陽極氧化

陽極氧化是通過放電氧化在金屬表面形成氧化物薄膜，是一種十分成熟的金屬材料表面改性手段[5]。相關(guān)研究皆取得了較為可觀的成果。

Wu等采用陽極氧化法在TC4鈦合金表面制備了金紅石-鈦酸鈉復(fù)合鍍層，具有超親水性和生物活性，且可通過陽極氧化處理調(diào)節(jié)其顏色[31]。此外，Alves等采用等離子體電解氧化技術(shù)在商業(yè)純鈦表面制備了陽極氧化膜，可用于開發(fā)具有抗生物摩擦腐蝕性能的鈦表面，具有使其作為種植牙改性處理的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的潛力[32]。而Alicja等在含生物活性物質(zhì)的溶液中對Ti-15Mo鈦合金表面進(jìn)行陽極氧化，獲得了有利于MG-63骨樣細(xì)胞黏附的多孔氧化層，且陽極氧化能夠提高合金的表面親水性(圖4)[33]。

圖4 Ti-15Mo合金氧化表面及MG-63骨樣細(xì)胞黏附示意圖[33]Fig.4 Oxidation surface of Ti-15Mo alloy and MG-63 osteblast-like cell adhesion[33]

3.2.2 微弧氧化

在加熱的過程中，花色苷會發(fā)生水解或去糖基開環(huán)反應(yīng)，形成查耳酮或其同分異構(gòu)體α-二酮，然后降解為酚酸和醛類[35]。據(jù)報道[5]，玫瑰茄花色苷中的兩種主要成分飛燕草素-3-接骨木二糖苷、矢車菊素-3-接骨木二糖苷的降解均遵循一級反應(yīng)動力學(xué)，飛燕草素-3-接骨木二糖苷對溫度升高的敏感性要明顯高于矢車菊素-3-接骨木二糖苷，它們熱降解分裂生成原兒茶酸、沒食子酸和 2,4,6-三羥基苯甲醛。本實驗主要研究添加不同穩(wěn)定劑對花色苷溶液在80、90和100 ℃下熱穩(wěn)定性的影響，旨為花色苷溶液的熱加工提供一種可行的方案。

微弧氧化(micro-arc oxidation, MAO)是在金屬材料表面生成氧化膜的表面改性方法，生成的氧化膜與基底結(jié)合牢固，表面呈多孔蜂窩狀微米級孔隙[34]。在眾多的表面改性技術(shù)中，MAO所形成的保護(hù)性氧化層會在植入初期延緩腐蝕速度，且氫釋放程度的降低能促進(jìn)種植體周圍骨的新生，因此MAO技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注[35]。

Bai等采用多步MAO工藝制備了亞微孔MAO涂層微切口鈦種植體，克服了鈦種植體骨整合度的不足。由于—OH官能團(tuán)促進(jìn)了生物網(wǎng)狀骨與種植體鑿槽表面的結(jié)合，多步MAO技術(shù)可能成為改善鈦種植體骨結(jié)合的有效策略[36]。而Wang等用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%凝膠溶液在MAO處理的鈦表面上交聯(lián)殼聚糖/透明質(zhì)酸/microRNA-21遞送納米顆粒(Cs/HA/miR-21)，制備了miR-21官能化的MAO-Ti表面，從而形成用于反向轉(zhuǎn)染的新型涂層，其細(xì)胞活性、毒性、擴(kuò)散以及成骨基因表達(dá)等方面的優(yōu)異性能使其有望在臨床上獲得更有效、更穩(wěn)健的骨整合[37]。

4 表面涂層

除了對材料表面進(jìn)行理化改性之外，還可在種植體表面直接覆蓋一層或多層功能性膜，即表面涂層技術(shù)，同樣可以提升種植牙的生物相容性、抗菌性能等。根據(jù)涂層成分的不同，可以將其分為傳統(tǒng)涂層和生物涂層[38]。

4.1 傳統(tǒng)涂層

4.1.1 銀

含銀涂層可向周圍組織緩慢釋放銀離子，通過與細(xì)菌細(xì)胞膜相互作用或產(chǎn)生生物活性氧，影響細(xì)菌的代謝、繁殖，從而達(dá)到殺菌的目的。含銀涂層抗菌譜廣，對真核細(xì)胞毒性較低[39]；且生物相容性好，動物實驗表明，銀電鍍處理植入體周圍的垂直骨吸收降低[40]。

近期，István等分別采用電子回旋共振離子源(electron cyclotron resonance ion source, ECRIS)、物理氣相沉積(physical vapour deposition, PVD)和二次退火工藝等方法，在1 cm×1 cm的鈦樣品上制備了安全錨定的銀納米顆粒(Ag-NP)層。在樣品表面培養(yǎng)金黃色葡萄球菌(ATCC 29213)8 h，并將其與玻璃樣品和純鈦樣品進(jìn)行比較，抗菌評價表明，納米顆粒覆蓋樣品的抗菌率為64.6%，具有統(tǒng)計學(xué)意義。試驗還證明，納米顆粒安全地固定在鈦表面，不具有細(xì)胞毒性。因此制備銀納米顆粒層有助于在種植體表面添加抗菌功能，并有助于預(yù)防種植體周圍炎癥的產(chǎn)生[41]。

4.1.2 石墨烯

石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，具有優(yōu)異的理化特性和生物相容性[34]。石墨烯涂層有良好的生物相容性，還能抑制變形鏈球菌和大腸桿菌的生物膜形成[42]。

Kim等以不同濃度的還原氧化石墨烯(rGO)和雙相磷酸鈣(BCP)混合制備骨移植材料，并將其植入顱骨缺損的大鼠之中(圖5)。結(jié)果表明，較之于無涂層的對照組，實驗組的新生骨生長效果明顯，rGO涂層具有良好的成骨作用[43]。

圖5 顱骨種植區(qū)域的微型計算機(jī)斷層照片[43]：(a)重建照片；(b)彩色照片(黃色和綠色：骨移植材料；橙色和紫色：新骨)；(c)全骨(植骨材料和新骨)照片；(d)植骨材料照片F(xiàn)ig.5 Micro-computed tomographic images of regions of interest[43]: (a) reconstructed image; (b) color image (yellow and green: bone graft material; orange and purple: new bone); (c) total bone (bone graft material and new bone)image; (d) bone graft material image

4.1.3 抗生素

抗生素是由微生物或高等動植物產(chǎn)生的具有抗病原體活性的小分子物質(zhì)，臨床常用的抗生素包括β-內(nèi)酰胺類、氨基糖苷類、大環(huán)內(nèi)酯類等多種抗生素。抗生素主要通過干擾細(xì)胞壁或細(xì)胞膜的作用，導(dǎo)致細(xì)胞裂解，或者干擾蛋白質(zhì)及核酸的合成，從而起到抑菌的效果[45]。

Rams等利用聚多巴胺涂層的鄰苯二酚結(jié)構(gòu)將抗生素頭孢噻肟鈉接枝到鈦表面，該植入物具有良好的生物相容性，且可有效抑制大腸桿菌和變形鏈球菌的黏附和增殖[46]。Baghdan等利用納米噴霧干燥技術(shù)制備具有抗菌活性的新型生物相容性納米涂層[47]，所制備的納米涂層由聚乳酸-乙醇酸作為可生物降解聚合物，并以諾氟沙星作為抗生素模型，結(jié)果顯示諾氟沙星納米涂層的活菌數(shù)減少了99.83%，能夠有效抗菌。

4.1.4 羥基磷灰石

羥基磷灰石(hydroxyapatite)是哺乳類動物骨和牙齒的一種主要無機(jī)物成分，在體內(nèi)可以分解出鈣和磷離子，可在內(nèi)植物-骨界面被局部組織吸收并誘導(dǎo)生長出新的骨組織，因此可促進(jìn)骨內(nèi)植物整合，增強(qiáng)內(nèi)植物長期穩(wěn)定性，使用羥基磷灰石包被金屬內(nèi)植物很有希望加速骨整合、增加骨內(nèi)植物接觸[48]。

Umit等采用沉淀法制備了納米羥基磷灰石(nHAp)和摻Ag(I)羥基磷灰石(Ag-nHAp)顆粒，并將其作為涂層材料用于齲患牙本質(zhì)的再礦化[49]。結(jié)果表明，nHAp和Ag-nHAp顆粒對牙本質(zhì)樣品均無明顯毒性作用，且Ag-nHAp顆粒對L929成纖維細(xì)胞的活力有積極的促進(jìn)作用，并對牙齒中最常見的致齲細(xì)菌如變形鏈球菌、白色念珠菌和大腸桿菌具有抗菌作用(圖6)。

圖6 對照組(無涂層牙本質(zhì))(a1～c1)和Ag-nHAp涂層牙本質(zhì)(a2～c2)在抗菌分析過程中的表面形態(tài)(a大腸桿菌，b白色念珠菌，c變形鏈球菌)[49]Fig.6 Surface morphology of control (uncoated dentine) (a1～c1) and Ag-nHAp coated dentine (a2～c2) during antibacterial analysis(a:E.Coli, b:C.Albicans, c:S.Mutans)[49]

此外，Jiang等通過有限元分析，計算分析了在200 N咀嚼載荷作用下，0～200 μm不同涂層厚度的種植牙附近的骨應(yīng)力分布，發(fā)現(xiàn)羥基磷灰石涂層的厚度宜選擇在60～120 μm之間，與未涂層的種植牙相比，羥基磷灰石涂層不僅具有足夠的強(qiáng)度和降低應(yīng)力集中的效果，而且有利于種植牙的骨再生和早期穩(wěn)定[50]。

4.2 生物涂層

4.2.1 殼聚糖

殼聚糖具有良好的生物降解性、無毒性和抗菌性，被廣泛用作抗菌劑。近年來，殼聚糖及其衍生物的體外抗菌活性得到了廣泛的研究[51]。

Palla-Rubio等為避免種植體相關(guān)感染，促進(jìn)鈦種植體的骨整合，提出了含硅和殼聚糖涂層的應(yīng)用。體外細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)果分析表明，復(fù)合涂層無細(xì)胞毒性，可促進(jìn)細(xì)胞表面增殖。含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～10%殼聚糖的涂層具有良好的抗菌性能(圖7)[52]。

Darshan等測試了銀結(jié)合殼聚糖納米顆粒作為鈦基種植牙涂層材料的效果[53]，結(jié)果顯示，銀-殼聚糖納米顆粒對變形鏈球菌和牙齦鏈球菌的生長具有良好的抑制作用。它不僅能抑制這兩種被測細(xì)菌的黏附，而且能減少生物膜的形成。除此之外，納米顆粒還能夠抑制被測細(xì)菌群體感應(yīng)的產(chǎn)生，是提高生物相容性的良好選擇。

4.2.2 抗菌肽

抗菌肽具有范圍廣、數(shù)量大等特點，來源有昆蟲、兩棲動物、哺乳動物、人工合成等。其分子量較小、堿性較強(qiáng)，具有良好的熱穩(wěn)定性及水溶性，有的甚至還可抵抗胃蛋白酶等酶類?？咕拇蠖鄶?shù)可迅速產(chǎn)生作用，在細(xì)胞膜上發(fā)揮功能，激活宿主免疫系統(tǒng)且無殘留，且具有抗病毒、細(xì)菌、真菌、腫瘤細(xì)胞等多項性能，應(yīng)用空間廣闊[54]。

圖7 硅及殼聚糖混合涂層鈦種植體的生物相容性及抗菌性示意圖[52]Fig.7 Schematic diagram of silicon-containing and chitosan coating titanium implants in terms of biocompatibility and antibacterial properties[52]

利用抗菌肽的優(yōu)越特性，Holmberg等開發(fā)了一種新型鈦涂層(圖8)，其中包含一種具有殺菌和抑菌作用的抗菌肽GL13K[55]。對該含抗菌肽的鈦涂層進(jìn)行理化性質(zhì)、抗降解性、抗牙齦卟啉單胞菌活性和體外細(xì)胞相容性表征，結(jié)果顯示，其具有良好的抗微生物活性和細(xì)胞相容性，是一種很有前途的抑制細(xì)菌生物膜生長的材料。

圖8 含抗菌肽鈦涂層制備流程及效果評價示意圖[55]Fig.8 Schematic diagram of developing process and effect evaluation of antimicrobial peptide containing titanium coating[55]

針對種植牙周圍炎癥的高發(fā)病率，Koidou等創(chuàng)新性地用生物激發(fā)肽涂層將金屬鈦生物功能化，結(jié)合了層粘連蛋白332(laminin 332，LAM)和產(chǎn)釉蛋白肽(ameloblastin-derived peptides，AMBN)，加強(qiáng)了上皮細(xì)胞與金屬鈦表面之間的生物相互作用，成功地在軟組織和種植體表面之間形成一個持久的黏膜封閉層以阻止生物膜在齦下的擴(kuò)張，并加速角質(zhì)細(xì)胞的增殖，從而預(yù)防種植體周圍炎癥[56]。

5 結(jié) 語

本文綜述了種植牙的選材，其中鈦基合金的主要不足在于缺乏刺激骨生長的能力；多孔鉭造價高昂，在臨床應(yīng)用方面受到限制；而氧化鋯缺乏長期的臨床數(shù)據(jù)，其磨損、結(jié)晶降解、裂紋擴(kuò)展和脆性斷裂等問題仍存在爭議[2]。針對不同材料的短處，從臨床需求的根本目標(biāo)出發(fā)，學(xué)者們研究了諸多表面改性及涂層技術(shù)，本文所介紹的皆為較常見的方式。對改性或涂層技術(shù)除單一使用外，也可采用表面改性及涂層技術(shù)結(jié)合、有機(jī)與無機(jī)材料復(fù)合等方式[57]。除此之外，仍有多種技術(shù)和手段，如載藥技術(shù)[58]、層層自組裝技術(shù)[59]、3D打印技術(shù)[60, 61]等，這些技術(shù)和手段的應(yīng)用為種植牙的前沿研究及臨床應(yīng)用提供了更多新的思路。