种植体基台表面纳米管/载银结构的构建及其生物与抗菌性研究

针对牙科种植体基台结构与软组织结合是防治种植体周围炎的关键因素，采用阳极氧化技术在基台表面构建TiO2纳米管状结构，再采用等离子体浸没离子注入方式将具有明确抗菌效果的银离子加载到TiO2纳米管状结构中，使之具有促进上皮及结缔组织在其表面快速、有效地附着及有效杀灭致病菌的功能。通过攻克纳米TiO2结构优化的关键技术，揭示纳米TiO2管状结构对细胞影响机制，使上皮细胞以半桥粒方式与基台表面结合、结缔组织纤维以垂直方向与基台表面结合，从而构建出更快且更加稳定的软组织封闭结构；通过对银离子加载位置及加载剂量的关键技术研究，阐明纳米TiO2/载银结构的抗菌规律及抗菌机制，使其抑制和有效杀灭基台表面的细菌，为形成稳定的软组织封闭结构提供有效健康环境。通过以上研究使种植体基台结构更加合理，有效控制种植体周围炎，进一步提高种植体的质量和成功率。

基于等离子体浸没式离子注入（PIII）技术，摸索和筛选出可将银均匀稳定地加载在TiO2纳米管涂层内的参数条件；分析不同参数下PIII载银对TiO2纳米管涂层表征的影响；研究载银TiO2纳米管涂层对种植体周围感染主要致病菌的抗菌性能；体外实验评价载银TiO2纳米管涂层的细胞毒性及生物活性；体内实验进一步验证其生物相容性。1）采用20V电压下阳极氧化复合低偏压银PIII注入技术，可以在保持TiO2纳米管基本形态和结构的前提下在NT涂层内载入银颗粒，成功构建出载银TiO2纳米管涂层。该涂层内载入的银颗粒分布及含量与PIII注入的偏压和时间有关。2）通过对两种载银纳米管涂层NT-Ag-0.5和NT-Ag-1.0的表面性能进行分析研究，发现PIII载银后TiO2纳米管涂层的表面轮廓、表面粗糙度、表面润湿性及弹性模量等表面性能相较载银前均有一定改变，具体变化趋势及程度与PIII注银偏压有关。此外，PIII注银偏压还对构建出涂层的Ag+ 释放规律及速度有一定影响。3）实验证明与对细菌生物膜形成具有促进作用NT涂层相比，载银TiO2纳米管涂层NT-Ag-0.5和NT-Ag-1.0 均具有最少可达7天的强效抗Pg与Aa细菌生物膜形成的作用。4）对涂层表面的Pg、Aa的黏附、胞膜完整性及相关基因表达水平进行研究与分析得出的结果表明，与PT、NT相比NT-Ag-0.5、NT-Ag-1.0涂层均可以抑制细菌在涂层表面的黏附，严重损伤细菌的胞膜并且显著下调细菌相关致病基因的表达水平。5）通过浸提液法检测涂层对L929细胞活性的影响，结果显示NT-Ag-0.5、NT-Ag-1.0涂层的RGR值均 > 70%，说明它们二者均没有细胞毒性。6）体外细胞实验结果表明，与公认的具有良好细胞相容性的PT和具有仿生纳米结构的NT相比，NT-Ag-1.0涂层对人上皮细胞、成纤维细胞的附着及伸展、活力以及功能基因表达均没有负面影响，而NT-Ag-0.5虽具有强大的抗菌作用但同时也对细胞表现出一定抑制作用。7）体内动物实验研究发现，NT-Ag-1.0及NT涂层在植入体内后表面形成纤维包裹层较薄、招募巨噬细胞较少，而NT-Ag-0.5涂层表面的软组织炎症反应较重。