基于Ti2448合金构建表层梯度结构种植体及其类牙周膜功能的机理研究

基本信息
批准号:31560265
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:41.00
负责人:高永波
学科分类:
依托单位:遵义医科大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:葛颂,盛立远,林璇,刘朕哲,林臻彦,孙蕾,万林子,徐多玲,李阳
关键词:
种植体功能梯度结构低弹性模量3D打印三维有限元
结项摘要

The elastic modulus of planting material and the biological properties of surface structure is the major factor of the biomechanical compatibility of implant. Currently, the elastic modulus of the implants used clinically is high, which would bring about stress shielding and affect the long-term stability of the implant. In this project, we will make Ti2448 alloy into implant, the elastic modulus of which is similar to the bone tissue, building micron pore with gradient structure, preparing nanoscale holes by magnetron sputtering and other means in the layer of implant surface, constructing implant with low elastic modulus and functionally graded structure composed of micron pore and nano-holes in surface layer, achieving a function construction of simulative periodontal membrane, so as to reduce stress shielding of implant. We will investigate the effect of gradient structure on the biological function of osteoblast through Cell Adhesion Assay Protocol, MTT, RT-PCR, et al. We will make analysis of the bone proliferation and bone combination around the implant through animal studies, illustrating the mechanism that the gradient structure of Ti2448 implant promotes osseointegration, studying stress distribution of Ti2448 implant - bone interface by three-dimensional finite element analysis, exploring the mechanism of simulative periodontal membrane combined the stress distribution rule of the natural tooth. This program will provide the theoretical basis and experimental proof for the development of a new generation of implant with simulative periodontal membrane.

种植体的弹性模量和表面形貌是影响其生物力学相容性的关键因素,目前临床应用的种植体弹性模量高,会产生应力遮挡,影响种植体的长期稳定。本研究拟应用3D打印技术构建低弹性模量合金Ti2448种植体及表层微米级孔道,利用磁控溅射等手段在孔道表面制备纳米级孔洞,构建出具有梯度结构的种植体,并进行理化特性表征、力学指标等测试以获得最佳实验参数;通过低弹性模量种植体的构建及其表层梯度结构的调控来仿生类牙周膜功能。通过MTT、RT-PCR等方法研究梯度结构对成骨细胞生物学功能的影响,结合动物实验分析力学负载前后种植体周围骨改建和骨结合,探讨种植体周围骨组织力学生物学行为;应用三维有限元分析研究种植体-骨界面的应力分布规律,参照天然牙的应力分布特征,证明具有表层梯度结构的Ti2448种植体降低应力遮挡的可行性,阐明该种植体的类牙周膜功能及构建机理,为开发新一代具有类牙周膜功能的种植体提供理论基础和实验依据。

项目摘要

种植体的弹性模量和表面形貌是影响其生物力学相容性的关键因素,目前临床应用的种植体弹性模量高,会产生应力遮挡,影响种植体的长期稳定。本研究应用3D打印技术构建低弹性模量合金Ti2448种植体及表层微米级孔道,利用磁控溅射等手段在孔道表面制备纳米级孔洞,构建出具有梯度结构的种植体,并进行理化特性表征、力学指标等测试以获得最佳实验参数;通过低弹性模量种植体的构建及其表层梯度结构的调控来仿生类牙周膜功能。通过MTT、RT-PCR等方法研究梯度结构对成骨细胞生物学功能的影响,结合动物实验分析力学负载前后种植体周围骨改建和骨结合,探讨种植体周围骨组织力学生物学行为;应用三维有限元分析研究种植体-骨界面的应力分布规律,参照天然牙的应力分布特征,证明具有表层梯度结构的Ti2448种植体降低应力遮挡的可行性,阐明该种植体的类牙周膜功能及构建机理,为开发新一代具有类牙周膜功能的种植体提供理论基础和实验依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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