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陶瓷人工关节
人工关节常用的陶瓷材料均为生物惰性陶瓷,主要为氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷.氧化铝陶瓷是氧化铝粉末在1600~1800 ℃的高温下烧结而成.强度大、硬度高、摩擦系数小、耐磨性好,具有化学惰性及良好的抗腐蚀能力.氧化锆生物陶瓷是向纯氧化锆添加稳定剂(常用氧化钇)使之保持在四角形状态并获得佳的机械特性,不仅具有良好的耐磨性、抗生理腐蚀性和生物相容性,而且其断裂韧性和强度均优于氧化铝陶瓷.近年还出现新型氧化铝基复合陶瓷,将氧化铝、氧化锆、氧化铬等结合在一起,其材料密度、强度、韧性均较氧化铝和氧化锆更大,生物相容性及耐磨损性等性能也更优异.
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通过取出物研究回顾采用28 mm和32 mm直径假体的全髋关节置换术
对翻修取出的直径为28 mm和32 mm的球头研究发现,髋臼和股骨颈部撞击可能经常发生.超高分子量聚乙烯、钴铬合金和氧化铝陶瓷界面可能都会因此受累.其中,钴铬合金界面和氧化铝陶瓷界面的坚硬内衬和金属被托设计使它们发生撞击的风险增加.造成不良影响的常见途径包括撞击、金属磨削转移和条状磨损.这些行为与采用陶瓷假体的全髋置换术后的异响有关.我们对老化的36 mm的氧化铝基复合陶瓷(AMC)球头(BIOLOX(R)delta, CeramTec AG, Plochingen, Germany)进行模拟试验机磨损试验,在微分离模式下进行100万次的负载周期测试,发现条状磨损区的单斜相部分比主要磨损区和无磨损区的要高.这与我们之前对未老化陶瓷材料进行的模拟试验机试验结果 一样,在那项研究中我们对纯氧化铝陶瓷(BIOLOXforte,同一生产商)和氧化铝基复合陶瓷都进行了对比研究,在经过500万次负载周期后我们发现,与对照组Forte球头-Forte内衬相比,Delta球头-Forte内衬和Delta球头-Delta内衬可以分别使磨损降低3倍和7倍.这表明Delta球头比Forte球头更能抵抗条状磨损的形成.因此,在髋关节假体的设计中使用大直径Delta陶瓷界面应该具有临床效益.
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全髋置换术后陶瓷假体的碎裂及其翻修
20世纪70年代Boutin~([1])首次将氧化铝陶瓷假体应用于人工髋关节置换,几十年来陶瓷假体在耐磨性、生物相容性等方面显示出了巨大优势~([2-3]).对于陶瓷假体普遍的担心是陶瓷假体的碎裂,尽管碎裂发生率不足1.5/万,但一旦碎裂则后果严重.本文将对人工关节陶瓷假体碎裂的原因、诊断、碎裂后翻修手术的特点及要点作一综述.
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渗透对CAD/CAM氧化铝陶瓷颜色和结构的影响
目的:考察渗透过程对计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)切削氧化铝陶瓷颜色和结构变化的影响.方法:将氧化铝瓷块样本薄片10个,随机分为A、B组,每组5个,其中A组用ALMC玻璃料渗透,B组用Vita In-Ceram AL3色玻璃料渗透,进行颜色测量和电子扫描镜观察.结果:渗透前后A组和B组颜色(L*,a*,b*)均有显著差异(P<0.01);扫描电镜显示,玻璃颗粒渗透入氧化铝结构中.结论:氧化铝陶瓷渗透后玻璃料与氧化铝嵌合,形成致密组织,增加强度,并产生初始颜色.
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牙科氧化锆陶瓷材料的应用及前景
以往用于口腔硬组织修复的生物惰性陶瓷材料主要以氧化铝陶瓷为代表,相比金属类无机材料和高分子类材料,这类陶瓷材料具有硬度大、不易变形、耐磨、化学性能稳定、美学效果优良和生物相容性良好等优点.
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006 玻璃渗入多孔的氧化铝塑脂粘接的剪粘力
[英]/Sen D…//J Prosthet Dent. -2000,83. -210~215对玻璃渗人氧化铝陶瓷获得可靠的金瓷和R种塑脂粘接,在不同喷沙的处理下进一步用SEM检查瓷面丧失量及其表面结构.按厂商说明,玻璃渗透氧化铝陶瓷样本构成一个直径5mm、厚3mm的盘.全部样本用1 200目的金刚砂轮研磨后放在超声波浴缸,缸内用丙酮液清洁10min,干燥,称重,分成两个组.1组用50μmAl2O3喷砂,另一组用人造金刚石1~3μm.样本用特殊夹具夹上,要测试的面在两喷嘴之间约10mm,喷嘴的移动受时间的限制.喷区约有5mm区域.在25个气压下逐渐移动夹具的嘴14s.全部样本放在丙酮浴缸内,再清洁10min,消除表面杂质,吹干.用精确的尺测量表面丧失的材料.精确到0.01mg,转变成烤瓷材料.用t检验评价材料的损失.用表面光度仪检查每个样本的粗糙度(精确到0.005μm).每个样本记录5次求其均值.对10个样本,用2种方式重复5次实验,求得平均值.对比组使用t检验,摄表面光度图和SEM.为测剪切粘结力,样本需埋入自凝塑脂内及烤瓷面周围.A12O3和金刚石组又分成2个小组,在第一小组用Panavia EX粘接树脂,第二小组用Super-Bond粘接.在烤瓷面上一个塑料圈直径4mm,高15mm超出瓷面.用塑料充填在圈内大约3min固化.粘接后全部样本放在15~60℃温度循器内循环1 000次,大及小温度应达到每次约10s.使用实验机械测量剪粘力,用一个凿型杆以0.5mm/秒的速度冲击混合物(瓷,瓷处理面,粘接塑料).在In-Ceram瓷样本上,A12O3和金刚石粒子冲击过的折裂界面用SEM检查.金刚砂粒子冲击过和A12O3冲击过的两组相比,有很高的统计学意义.(任贤云摘王志坚校)
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全髋关节置换术后陶瓷头碎裂翻修术二例报告
20世纪70年代法国医生Boutin~([1])首次将氧化铝陶瓷假体应用于人工髋关节置换.陶瓷假体在抗磨损、生物相容性及强度方面均显示出巨大的优势.陶瓷界面磨损缓慢,人体对陶瓷碎屑也具有良好的耐受性.与聚乙烯碎屑相比,陶瓷碎屑引起的生物反应以纤维细胞为主,仅有极少量的巨噬细胞~([2,3]),而巨噬细胞的大量聚集是引起周围骨质溶解从而终导致假体松动的主要原因.
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纳米增韧陶瓷的初步生物安全性评价
目的:初步评价牙科全瓷材料纳米增韧( NF)氧化铝陶瓷的生物安全性。方法根据ISO 7405/GB 16886标准,分别通过体外细胞毒性(琼脂覆盖法)、急性溶血、口腔黏膜刺激以及经口急性全身毒性实验,初步评价材料的生物安全性。结果 NF陶瓷材料无细胞毒性;溶血率仅0.275%,远低于5%的安全标准;与实验材料接触的颊黏膜未见异常反应,组织切片观察评分为0,无病理性改变;急性全身毒性实验中动物无中毒反应,肝肾等重要组织切片未见病理改变。结论新型纳米增韧氧化铝陶瓷具有较好的生物安全性。
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牡蛎壳材料的生物相容性研究
据资料显示,目前在全世界每年进行的器官移植手术中,骨移植的数量仅次于输血,居第二位.骨缺损如果范围较小,骨端可以经自身修复而愈合,但如果骨缺损范围较大,则不可能自身修复.临床已经应用的有钛金属、氧化铝陶瓷、生物玻璃、磷酸三钙(TCP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥以及各种羟基磷灰石为基础的生物材料等[1],但上述材料由于自身某些缺陷而使其应用受到限制,目前难以找到理想的大段骨替代材料.
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三代氧化铝陶瓷对陶瓷全髋关节置换的早期疗效观察
目的 分析三代氧化铝陶瓷对陶瓷(COC)全髋关节置换的早期临床疗效.方法 采用COC全髋关节置换治疗69例髋关节疾病患者(82髋);选取同期采用金属对高交联聚乙烯(MOP)治疗的29例患者(33髋),对比两组HHS评分和影像学资料,分析并发症情况.结果 本组均获随访,时间13~42(23.7±6.7)个月.两组术后Harris评分较术前均有明显改善(P<0.05),两组患者髋臼及股骨柄假体位置良好.两组患者Harris评分及影像学结果相近,COC组发生脱位3例(3.7%),异响2例(2.4%),一过性坐骨神经牵拉1例(1.2%),双下肢不等长2例(2.9%),术中及术后随访中未见陶瓷组件碎裂;MOP组发生脱位2例(6.1%),双下肢不等长2例(6.9%).结论 三代COC全髋关节置换术关节稳定性良好,短期内临床应用结果与MOP相似,早期临床效果满意.
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高纯度氧化铝陶瓷全髋关节假体的临床应用
法国医生Pierre Boutin[1]于1970年首次将氧化铝陶瓷用于人工全髋关节置换术,30多年来,随着生产工艺的不断改进,假体设计的日趋合理以及手术操作技术的日益成熟,使得氧化铝陶瓷全髋关节假体应用越来越广泛.而新的第三代高纯度氧化铝陶瓷全髋关节假体在各种生物性能方面更加优异.本文针对高纯度氧化铝陶瓷全髋关节假体的发展历史、手术技术、采用的新技术以及仍然存在的问题作一综述.
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氧化铝陶瓷在髋关节置换领域中的应用
今天,高技术陶瓷已经普遍应用于人们的生活、工作和科技领域,尽管它往往不被肉眼看到,但是其作用却是不可替代的.随着现代人工关节置换术在临床取得的成功,关节界面磨损以及其磨屑诱发的骨溶解随之成为制约人工关节假体长期生存的主要原因.由此,努力降低关节磨屑的产生并寻找低磨损率的界面材料已成为人工关节材料学研究领域里的重要课题.陶瓷球头和陶瓷衬的使用可以显著降低磨损进而有效地改善假体生存率,以三氧化二铝为代表的生物陶瓷在临床得以普遍应用并日益成为人工关节置换领域中不可缺少的主流界面材料.目前世界上几乎每个领先的关节制造厂家都提供氧化铝陶瓷界面用于髋关节置换.
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氧化铝陶瓷和高分子聚乙烯颗粒诱导体内生物学效应和细胞凋亡的研究
人工假体磨损产生的颗粒诱导假体周围界膜的慢性炎症反应,终导致假体周围骨溶解[1,2].炎性细胞吞噬磨损颗粒后可以出现凋亡现象[3].本研究旨在观察磨损颗粒刺激后肿瘤坏死因子(TNF-α)的释放,并探讨细胞凋亡的动态变化与Caspase-3信号转导的相关性.
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K2O-Na2O-Al2O3-SiO2系统牙科微晶玻璃匹配氧化铝陶瓷的初步研究
目的:研究K2O-Na2O-Al2O3-SiO2系统牙科微晶玻璃匹配氧化铝陶瓷的热处理温度制度.方法:根据氧化铝陶瓷的热膨胀系数调整K2O-Na2O-Al2O3-SiO2系统牙科微晶玻璃的原材料配比,利用K2O-Na2O-Al2O3-SiO2系统牙科微晶玻璃的热处理温度制度形成微晶玻璃-氧化铝陶瓷复合材料;利用偏振光显微镜和X射线衍射分析仪观察样品的形态及显微结构特性,利用材料试验机测试材料的抗压强度.结果:经过原材料组份的调整,白榴石晶粒约1.0 μm、在玻璃基质中分布均匀;微晶玻璃-氧化铝陶瓷复合材料的抗压强度为500MPa.结论:K2O-Na2O-Al2O3-SiO2系统牙科微晶玻璃的热处理温度制度适合匹配氧化铝陶瓷.
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纳米硅涂层对玻璃渗透氧化铝陶瓷粘结强度的影响
目的:探讨利用溶胶凝胶法进行纳米硅涂层表面改性对玻璃渗透氧化铝陶瓷粘结强度的影响.方法:3组In-Ceram氧化铝瓷块分别施以"喷砂(P组)"、"喷砂+硅烷偶联(PO组)"、"喷砂+纳米硅涂层+硅烷偶联(PTO组)"的表面处理.制作陶瓷/复合树脂粘结体,室温下置蒸馏水中浸泡24 h,微拉伸法测试各组试件粘结强度.结果:P组与PO组粘结强度较弱且无明显差异(P=0.797),PTO组的粘结强度明显高于其他组(P<0.05).结论:通过溶胶凝胶法在喷砂表面制备纳米硅涂层后应用硅烷偶联剂可以显著提高In-Ceram氧化铝陶瓷的粘结强度.
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牙科氧化锆全瓷冠桥修复的临床观察
全瓷系统以其卓越的美学性能、良好的生物相容性、耐腐蚀性和X线透射性而受到修复医生和患者青睐.然而,因全瓷家系其存在抗折强度低、脆性大等问题,致使临床失败率较高而使临床应用受限[1,2].目前常用的材料有硅酸盐陶瓷、玻璃渗透氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷三大类,二氧化锆在全瓷家系里是目前抗折强度和弯曲强度强的一类,同时氧化钇稳定的氧化锆的性能更稳定,所以本研究中选用氧化钇稳定的氧化锆全瓷进行临床研究.
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纳米硅涂层对玻璃渗透氧化铝陶瓷抗破裂强度的影响
目的 研究溶胶-凝胶法制备纳米硅涂层对玻璃渗透氧化铝陶瓷粘接后抗破裂强度的影响.方法 将In-Ceram氧化铝瓷片分为A、B、C、D、E组.各组试件均以树脂黏结剂粘于体外牙的牙本质,测试瓷片的抗破裂强度,制作相同试件并行电镜和双能X线吸收光谱分析.结果 5组间差异有统计学意义(P<0.05),C、D、E组均高于A、B组,A、B组之间以及C、D、E组之间差异无统计学意义.A、B组界面有微间隙,而C、D、E组界面结合紧密.结论 粘接面喷砂后采用溶胶-凝胶法制备纳米硅涂层结合使用硅烷偶联剂可有效提高InCeram氧化铝陶瓷的抗破裂强度,3个试验质量分数组间差异无统计学意义.
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牙科氧化铝基陶瓷纳米硅涂层表面改性的研究
目的 探讨溶胶凝胶法制备纳米硅涂层的工艺,评价涂层对牙科氧化铝基陶瓷润湿性的改变,为提高其与树脂的粘接提供实验基础.方法 采用溶胶凝胶法在喷砂的In-Ceram氧化铝基片表面制备硅涂层;原子力显微镜(AFM)观察热处理后涂层凝胶的微观形态;红外光谱(IR)分析热处理前后的凝胶;计算瓷片抛光组、喷砂组、喷砂加纳米硅涂层组油酸接触角的改变.结果 在In-Ceram氧化铝基片表面置得纳米硅涂层,AFM观测显示热处理使纳米氧化硅粒子的直径长大;IR分析可知凝胶经热处理后Si-OH弯曲振动吸收峰消失;喷砂和喷砂加纳米硅涂层组油酸的接触角均小于抛光组(P=0.000,P=0.000),喷砂加纳米硅硅涂层组的接触角小(p=0.000,P=0.003).结论 溶胶凝胶法可以在牙科氧化铝基陶瓷表面制备纳米硅涂层;热处理加强了涂层凝胶微结构中的Si-O-Si网络,但会使纳米粒子部分团聚;喷砂能够提高氧化铝基陶瓷的润湿性,纳米硅涂层使润湿性进一步增强.
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溶胶-凝胶法制备硅涂层提高牙科高强度陶瓷与复合树脂的粘接强度
目的:探讨溶胶-凝胶法在牙科高强度陶瓷表面改性对陶瓷和复合树脂粘接强度的影响.方法:喷砂玻璃氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷片各72片,每种陶瓷随机分为4组,每组18片,采取以下处理:A组,硅烷偶联剂;B组,20%硅溶胶涂层+硅烷偶联剂;C组,30%硅溶胶涂层+硅烷偶联剂;(D)40%硅溶胶涂层+硅烷偶联剂,制作陶瓷-复合树脂粘接体;每组样本再分为2个亚组,分别在37℃水浴中放置24 h和30 d后,测定陶瓷和树脂的剪切粘接强度.结果:2种陶瓷水浴24 h后,各涂层组粘接强度与单纯硅烷偶联剂组相比差异有统计学意义,其中30%硅溶胶处理组的粘接强度高(P<0.05).水浴30 d后,各组粘接强度均和水浴初期(24 h)相比差异无统计学意义,30%硅溶胶处理组的粘接强度高(P<0.05).结论:牙科氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷经过溶胶凝胶法纳米硅涂层表面改性结合硅烷偶联剂的处理可以显著提高陶瓷和树脂的粘接强度,并保持较好的粘接耐久性,30%硅溶胶提高粘接强度的效果好.