氧化锆种植体脱氧活化处理及其成骨性能研究

批准号:
81771119
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
韩建民
依托单位:
学科分类:
H1508.口腔颅颌面组织生物力学和生物材料
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭现伟、李媛、吴洋、赵明宇、吴雨函、张友冬
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中文摘要
氧化锆陶瓷种植体由于良好生物相容性和美观性成为当今种植修复的研究热点,然而其本身缺乏生物活性,弹性模量高,组织适配性差,导致骨整合性能不足,临床修复效果不理想。如何使氧化锆材料具有稳定生物活性、良好组织适配性是促进骨整合、改善种植修复效果的关键,其中氧化锆表面结构功能化及其成骨性能调控是核心科学问题。本研究提出微纳多孔结构与电活性表面相结合的功能化设计理念,拟采用熔融金属镁为脱氧剂,利用镁、锆、铝元素与氧元素亲和性的差异,构建氧化锆/氧化铝复合陶瓷表面“脱氧”处理体系,通过调节脱氧程度,优化表面形貌及孔壁电荷,制备出具有微纳多孔结构、表面带电的氧化锆陶瓷多重活性表面。重点研究氧化锆基陶瓷的脱氧机理、工艺参数与材料性能的规律性关系,探讨多重活性表面的成骨性能调控机制。本项目建立的氧化锆基陶瓷脱氧处理体系,将使生物惰性陶瓷不再“惰”,为新型功能化陶瓷植入材料优化设计提供新思路。
英文摘要
Zirconia implant with good aesthetic and biocompatibility is becoming a research hotspots in implant dentistry. However, due to its chemical inertness and high elastic modulus, there is poor tissue adaptability and osseointegration, the functionalization of zirconia surface and the regulation of its osteogenic performance are the core scientific problems. Therefore, how to treat the zirconia to obtain the bioactive surface and good tissue adaptability is the key for its successful used in clinic. The purpose of this project is establish the “de-oxygen” system of zirconia alumina compsite ceramic with molten magnesium, based on the attractive force differece of magnesium, zirconium, aluminum with oxygen. The micro-nano porous surface with positive charge will be made through regulate the de-oxygen degree of zirconia and alumina. This study focus on the de-oxygen mechanism of zirconia based ceramic, the regular relationship of treatment parameter and material properties, the osteogenic performance of multi-active surface. The inert zirconia based ceramic will no longer inert when meeting the de-oxygen system. This project will provide a new idea for the surface treatment of the implanted materials.
本课题虽然受到新冠疫情的影响,实验进展速度受到一定的影响,但是本研究基本按照原计划全部执行完毕。. 研究目标完成情况:成功制备了一类表面脱氧的活性氧化锆陶瓷材料,并探讨了其脱氧机制。通过调控镁的熔融温度和时间可以调控脱氧的程度,并发现氧化锆脱氧存在不同成分的晶粒,同时伴随着晶粒的长大和晶相结构的改变。对于纳米氧化锆,氧化铝首先被脱氧掉,其次是氧化锆;通过该方法成功对氧化锆陶瓷材料表面进行了脱氧活化处理,该方法获得了国家发明专利,并已进行成果转化,获得转让经费20万元。. 对表面脱氧活化陶瓷进行了材料学相关理化性能的表征。使用扫描电子显微镜(SEM)观察处理得到的陶瓷表面形貌;运用EDS电子能谱分析,察看材料表面1μm深度范围内的元素分布情况;使用X射线衍射(XRD)进行样品成分及晶型分析;接触角测量仪,测量脱氧活化材料与未经处理的材料接触角。对表面脱氧活化陶瓷进行了体外成骨性能的表征。采用体外细胞实验研究了表面脱氧活化陶瓷对于MC3T3-E1细胞成骨分化功能的影响;对表面脱氧活化陶瓷进行了体内成骨性能的表征。采用大鼠股骨外侧髁植入模型,制作硬组织切片观察分析种植体与周围骨组织的结合程度。. 本项目构建了一种新型的、具有自主知识产权并已成功完成成果转化的氧化锆陶瓷材料表面脱氧活化的方法,获得了一类表面性能活化的生物活性陶瓷材料。对促进氧化锆牙科种植体以及氧化锆相关的植入材料的骨整合具有重大意义和应用前景。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.jdent.2019.07.008
发表时间:2019
期刊:Journal of Dentistry
影响因子:--
作者:Hu Meng Long;Zheng Gang;Lin Hong;Yang Meng;Zhang You Dong;Han Jian Min
通讯作者:Han Jian Min
DOI:10.1016/j.jma.2021.08.034
发表时间:2021-11
期刊:Journal of Magnesium and Alloys
影响因子:17.6
作者:Guanqi Liu;Jianmin Han;Ying Li;Yuzhu Guo;Xiao-dong Yu;S. Yuan;Z. Nie;C. Tan;Chuanbin Guo
通讯作者:Guanqi Liu;Jianmin Han;Ying Li;Yuzhu Guo;Xiao-dong Yu;S. Yuan;Z. Nie;C. Tan;Chuanbin Guo
DOI:10.1016/j.prosdent.2019.07.008
发表时间:2020
期刊:Journal of Prosthetic Dentistry
影响因子:--
作者:Meng-Long Hu;Hong Lin;You-Dong Zhang;Jian-Min Han
通讯作者:Jian-Min Han
Degradation Behavior, Transport Mechanism and Osteogenic Activity of Mg-Zn-RE Alloy Membranes in Critical-Sized Rat Calvarial Defects
镁锌稀土合金膜在大鼠颅骨缺损中的降解行为、传输机制和成骨活性
DOI:10.3390/coatings10050496
发表时间:2020
期刊:Coatings
影响因子:3.4
作者:Zhao Mingyu;Liu Guanqi;Li Ying;Yu Xiaodong;Yuan Shenpo;Nie Zhihua;Wang Jiewen;Han Jianmin;Tan Chengwen;Guo Chuanbin
通讯作者:Guo Chuanbin
Effect of monocalcium phosphate on the physical, chemical, mechanical and biological properties of calcium silicate cement: An in vitro study
磷酸二氢钙对硅酸钙水泥物理、化学、机械和生物性能的影响:体外研究
DOI:10.1080/17436753.2019.1624449
发表时间:2019-06
期刊:Advances in Applied Ceramics
影响因子:2.2
作者:Lei Shuoyi;Zhao Yuming;Han Jianmin
通讯作者:Han Jianmin
镁银合金程序性微观组织调控及与体内组织适配性作用机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:韩建民
- 依托单位:
丹参和麦门冬促唾液分泌的机制及在义齿黏附剂中的缓释调控研究
- 批准号:81400560
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:韩建民
- 依托单位:
国内基金
海外基金
