健康和医学

防止氧化铝植入物表面的氧化铝污染

插入牙科植入物时,它将其集成到被称为骨整合的周围骨骼和组织中,这是其最终成功的关键。治疗植入物的表面使它们令人讨厌地帮助这个过程。然而,来自该表面改性过程的污染物可以保留在植入物上。由Peter Schupbach博士进行的一项研究,他经过Schupbach Ltd,生物材料的研究实验室,观察到氧化铝污染物在最常用的植入系统的表面上涂布。因此,他提倡在所有牙科植入物制造工艺中建立受控表面改性程序,以确保干净且一致的植入系统。

肛门齿由在牙龈线上看到的组成部分组成,该牙龈线被称为冠部,另一部分称为隐藏在牙龈下方的根部。根源有责任保护冠部。当天然牙齿丢失时,它可以用假牙齿代替。牙科植入物人为地取代了缺失的天然牙齿的根,并且类似于天然牙齿根的作用,牙科植入物在其位置固定假牙的冠。

牙科植入物通常由钛制成。近年来,由于能够将更迅速纳入周围骨骼并减少早期故障,钛植入物在植入物牙科方面越来越受欢迎。增加表面的粗糙度(表面形貌改性)增加了植入物的表面积,并允许直接形成骨骼和沿着表面。该过程称为接触骨质发生,是植入物有效工作的关键。

植入物允许牙齿用冠替换,保持物理功能以及美学外观。由苏黎世博士博士提供

植入表面改性技术
已经使用各种方法来改变钛植入物的表面性质,并使植入物的表面粗糙。这些基于添加剂,减法,化学和电化学方法。它们包括喷砂,阳极氧化,酸蚀刻,钛等离子体喷涂,含羟基磷灰石的涂层,激光烧蚀和喷砂与酸蚀刻(SA)。

已显示SA技术以增加植入物表面上的骨形成的速率和量(Feighan等,1995)。因此,它是今天使用的最常用的表面修改方法之一。SA涉及砂砾爆破技术,其中氧化铝如氧化铝(Al2O.3.),氧化钛(TiO2)或通过在高速下通过喷嘴的压缩空气或流体在机加工植入物的表面处烧制磷酸钙。颗粒的尺寸可以为10到几百μm(微量测量)。由于它们的影响,它们在机加工植入物表面上产生小型陨石坑,以与小行星在月球表面上产生陨石坑的方式产生小陨石坑。

Schupbach博士使用EDX(能量分散X射线)光谱法在现有的植入系统上映射了氧化铝颗粒。

随后,将它们浸入强酸溶液,例如HCl,H2所以4.,hf或hno3.在高温下。目的是去除植入物表面上的任何爆破颗粒,并进一步修改它们的表面纹理。

表面改造挑战
毫无疑问地改变钛植入物的表面特征积极影响骨整合,但继续引起注意的过程的一个方面是所得植入表面的清洁度,因为杂质的存在可能对患者有害。

喷砂结合酸蚀刻(SA)是最常用的表面改性方法之一。

以前的研究表明,在市场上有不同的无菌包装植入物系统,其表面上有机和无机污染物。这是由Duddeck等人(2019)进行的试验研究支持,该研究比较了市场中不同口腔植入系统的清洁度。该研究得出结论,与市场领先制造商的原始植入物相比,看起来相似的植入物显得明显更高的杂质。

一个人2O.3.植入物允许牙齿用冠替换,保持物理功能以及美学外观。在喷砂和酸蚀刻的裂解表面上的粒子

SA和阳极氧化技术是用于制造当今市场上可用的大多数植入系统的主要表面改性技术。虽然阳极氧化过程不含粒子污染,但是即使在酸蚀刻之后,SA工艺也具有保持在植入表面上的过程中使用的颗粒。

需要质量控制
无法通过目视检查评估植入物表面的质量,但植入制造商必须能够确保其制造过程和最终产品满足质量标准的医生。虽然已经进行了大量的研究来研究市售植入系统的表面性质,但对SA改性植入系统的清洁并无综合研究。

AL.2O.3.砂喷砂和酸蚀刻的裂隙牙科植入物表面上的颗粒

自然科学博士博士博士博士,奥古斯塔大学的兼职教授,以及120个同行评审出版物的作者/共同作者进行了调查爆破粒子残余物的数量和分布对九个专业的遗留,商业上可用的植入系统由七种不同的制造商生产的SA技术产生。调查试图确定制造过程是否以任何方式对任何特定表面形貌的表面清洁度和再现性影响。

AL.2O.3.用SA工艺改性的最多可商购的无菌包装的牙科植入系统的表面上存在颗粒。

共分析了54种植入物。得到关于直径,长度和批量的研究的信息,并通过SEM(扫描电子显微镜)分析它们的表面。在植入物上定义三个区域以评估它们的表面,并且在与三个区域对应的三个感兴趣区域(ROI)区域中捕获X64放大率的概述图像。

测定每个ROI中的颗粒的数量并标记颗粒并编号。使用成像软件测量每种颗粒的尺寸,并且折扣小于10微米的颗粒。还采用每种颗粒的图像,并使用具有反向散射电子SEM检测器的EDX(能量分散X射线)光谱法测定其元素组合物。

牙科植入物融入骨骼和冠,可见的白色部件,附着在植入物上。苏黎世博士博士

除了一个植入系统之外,SEM除了测试的所有植入表面上还证明存在残余颗粒,EDX分析表明,颗粒由铝和氧组成,表明它们是喷砂过程中使用的氧化铝颗粒的残余物。调查结果证明了在用SA工艺改造的大多数商业上可用的无菌包装的牙科植入系统的表面上存在颗粒污染。同时引用了先前发表的研究,Schupbach等人(2019)指出,“这些结果证实了先前公布的研究的结果,这表明了2O.3.[氧化铝]颗粒可以在不蚀刻的情况下覆盖爆破后的植入表面的14.4%。

结论
虽然牙科植入物具有适度粗糙的表面骨整体,但表面修饰的使用显着降低了早期故障,但制造过程对表面清洁度的影响仍然存在。并非所有制造商都提供质量保证,并且由于目视检查无法评估植入物表面质量,Schupbach Posits对表面改性的充分过程控制对于所有牙科植入物制造商来说至关重要,以实现清洁和一致的医疗设备。

Alex Mit / Shutterstock.com

个人反应

如何在牙科植入物制造商中加强对表面修改的过程控制?

公司必须履行医疗设备监管(MDR)。Devices shall be designed and manufactured in such a way as to reduce as far as possible the risks linked to the size and the properties of particles which are or can be released into the patient’s or user’s body, unless they come into contact with intact skin only. Special attention shall be given to nanoparticles.
(MDR第10.6条)。

此功能文章是通过批准的研究团队特色而创建的。这是一个协作的生产,由特色辅助,全球分销提供支持。

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