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中华口腔医学研究杂志(电子版)

中华口腔医学研究杂志(电子版) ›› 2014, Vol. 8 ›› Issue (05) : 376 -381. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-1366.2014.05.005

基础研究

激光酸蚀联合纳米管与喷砂酸蚀粗化种植体的对比研究
王敬旭1, 丁祥龙1, 容明灯1, 赵红宇1, 周磊,1   
  1. 1.510280 广州，南方医科大学附属口腔医院·广东省口腔医院
  • 收稿日期:2014-07-14 出版日期:2014-10-01
  • 通信作者: 周磊
  • 基金资助:
    国家自然科学基金（81170998）

Comparison on the titanium surfaces treated with laser/acid/nanotubes and sandblasted/acid

Jingxu Wang1, Xianglong Ding1, Mingdeng Rong1, Hongyu Zhao1, Lei Zhou,1   

  1. 1.Center of Oral Implantology，Guangdong Provincial Stomatological Hospital ＆ the Affiliated Stomatological Hospital of Southern Medical University， Guangzhou 510280， China
  • Received:2014-07-14 Published:2014-10-01
  • Corresponding author: Lei Zhou
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引用本文：

王敬旭, 丁祥龙, 容明灯, 赵红宇, 周磊. 激光酸蚀联合纳米管与喷砂酸蚀粗化种植体的对比研究[J/OL]. 中华口腔医学研究杂志(电子版), 2014, 8(05): 376-381.

Jingxu Wang, Xianglong Ding, Mingdeng Rong, Hongyu Zhao, Lei Zhou. Comparison on the titanium surfaces treated with laser/acid/nanotubes and sandblasted/acid[J/OL]. Chinese Journal of Stomatological Research(Electronic Edition), 2014, 8(05): 376-381.

目的

研究激光酸蚀联合纳米管与喷砂酸蚀（SLA）的钛种植体表面粗化处理方法，分析比较不同表面理化特性的差异。

方法

自制表面光滑钛种植体分两组：一组依次采用LT-G20W光纤激光打标机轰击、18%盐酸和49%硫酸的混合物酸蚀、阳极氧化法制纳米管3 个工序联合粗化光滑面的纯钛种植体表面；另一组依次采用喷砂（Al2O3 颗粒）、18%盐酸和49%硫酸的混合物酸蚀法2个工序粗化钛金属表面。 通过扫描电镜（SEM）观察两种植体表面形貌；应用表面电子探针（EPMA）对种植体表面的元素组成和元素化合状态进行分析；应用3D 表面形貌仪在白光共聚焦扫描模式下对种植体表面粗糙度进行测试分析。 并对两者的表面形貌、化学组分、表面粗糙度等指标进行比较分析。

结果

成功制备两种粗化的钛种植体表面。 激光酸蚀联合纳米管表面的粗糙度大于SLA 表面的粗糙度。 激光酸蚀联合纳米管组：轮廓算术平方差Ra=（8.19±0.09） μm，轮廓各点高度均方根Rq=（10.64±2.10） μm，轮廓最大峰高度Rt=（43.42±6.18） μm；SLA 组：Ra=（2.09±0.13） μm，Rq=（2.70±0.18） μm，Rt=（15.36±0.50） μm，两者统计学差异具有统计学意义（tRa=-16.709，tRq=-9.206，tRt=-10.178，P＜0.05）；激光酸蚀联合纳米管组的表面清洁；SLA 组表面可见尖锐的边缘，散在的一些Al2O3 颗粒。

结论

采用激光酸蚀联合纳米管与SLA 的钛表面处理方法均可以获得粗糙表面，前者较后者更为清洁规则，粗糙度更高，可控性更好。

关键词: 钛, 喷砂, 激光, 酸蚀, 纳米管

Objective

To compare the difference of titanium surfaces treated by laser/etch/nanotubes and sandblast/etch technique.

Methods

Two types of implant surfaces were fabricated by laser/acid etching/nanotubes （LAN） and sandblasting/acid etching （SLA） technique. The first group was treated by combination of laser spraying/18% HCl + 49% H2SO4 etching/anodization， the second group was treated by combination of Al2O3 particle sandblasting/18% HCl + 49% H2SO4 etching. The morphology， roughness and elemental composition were measured with scanning electron microscopy，EPMA and 3D surface topography instrument， respectively.

Results

Two types of rough implant surfaces were successfully fabricated by the two above mentioned treatment methods. The surface roughness of LAN group was larger than the SLA group （LAN：Ra=8.19±0.09 μm， Rq=10.64±2.10 μm，Rt=43.42±6.18 μm； SLA：Ra=2.09±0.13 μm， Rq=2.70±0.18 μm， Rt=15.36±0.50 μm）（tRa=-16.709，tRq=-9.206，tRt=-10.178，P＜0.05）. The surface of LAN was clean， while a few of oxide aluminum particles still existed on the surface of SLA.

Conclusion

Both LAN and SLA method can produce rough surfaces. The surfaces fabricated by LAN method appeared to be rougher， cleaner， with more regular structures and more controllable than SLA surfaces.

Key words: Titanium, Sandblast, Laser, Acid etching, Nanotubes
图1 不同表面实验纯钛种植体的外观形态 注：左边为激光酸蚀加纳米管处理的实验种植体；右边喷砂加酸蚀处理的实验种植体
图2 激光酸蚀联合纳米管处理和喷砂酸蚀处理的实验纯钛种植体二级粗糙结构表面的电子显微镜下观 注：图2A（×200）、图2B（×1000）、图2C（×3000）、图2D（×50 000）为激光酸蚀联合纳米管组；图2E（×1000）、图2F（×3000）、图2G（×5000）、图2H（×50 000）为喷砂酸蚀组
表1 两组不同处理的表面粗糙度参数的比较（μm，±s）
组别 种植体数 Ra Rq Rt
喷砂酸蚀组 6 2.09±0.13 2.70±0.18 15.36±0.50
激光酸蚀联合纳米管组 6 8.38±0.91 10.64±2.10 43.42±6.18
t值 -16.709 -9.206 -10.178
P值 0.000 0.000 0.000
图3 激光酸蚀联合纳米管处理和喷砂酸蚀处理的实验纯钛种植体样品表面Ra、Rq 和Rt 比较 注：Ra 为轮廓算术平方偏差；Rq 为轮廓各点高度均方根；Rt 为轮廓最大峰高度；aP＜0.05
图4 两种不同处理表面元素测定 注：图4A 为激光酸蚀联合纳米管组；图4B 为喷砂酸蚀组；O：氧元素；Al：铝元素；Ti：钛元素
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