面向牙种植体表面改性的真空镀膜技术研究

【作者】 蔺增； 高丁； 赵宝红； 巴德纯；

【机构】 东北大学机械工程与自动化学院； 中国医科大学口腔医学院种植中心；

【摘要】 牙种植体在服役过程中容易出现基台紧固螺钉松动、连接螺纹点蚀、磨损和腐蚀失效,降低种植体系统的可靠性和服役寿命。本文的工作主要分为两部分:在连接螺丝上沉积类金刚石碳膜,以及对种植体进行等离子体氧化处理,研究真空镀膜方法在改善连接螺丝机械性能及种植体生物活性方面的可行性。利用RF-PECVD方法制备DLC薄膜,通过Raman测试分析不同工艺条件制备的DLC薄膜的显微结构,发现在Ar/CH₄流量比10sccm/10sccm、射频功率300W、直流偏压-200V时,薄膜中sp³键含量最高;利用XPS计算sp³键含量为36.28%;SEM检测表明薄膜致密、平滑、均匀性较好。纳米压痕测试及生理盐水环境中的摩擦磨损试验显示,DLC薄膜具有较高的硬度和良好的生物润滑性,可作为连接螺丝表面的承载减摩涂层。利用RF-PECVD方法,对种植体进行等离子体氧化处理;发现在Ar/O₂流量比10sccm/10sccm、射频功率250W、直流偏压-500V、氧化时间1h的工艺条件制备得到超亲水表面。XPS和XRD检测结果表明,样品表面化学成分为TiO₂、Ti₂O₃和TiO组成的多晶体,含有沿（101）晶面生长的锐钛矿相和金红石相。SEM观测发现,等离子体氧化处理在种植体表面原位生长了氧化钛薄膜,同时保持了由喷砂酸蚀处理获得的多孔嵌套结构。成骨细胞黏附增殖实验和MTT法细胞增殖率测试显示,经等离子体氧化处理后,表面骨细胞黏附、生长和增殖情况良好,生物活性优于SLA表面。更多还原