植入材料与组织结合

更新于 2026年10月16日 版权声明
三、植入材料与组织结合

植入材料植入人体后,与体液及相邻组织接触,互相产生影响,最终发生结合。植入材料与组织的结合主要与植入材料和组织间的生物相容性、力学相容性有关,生物相容性受植入材料的成分和结构影响,而力学相容性的影响因素有植入材料的形态和手术操作等。

(一)材料化学组成

植入材料的化学组成是影响界面结合最重要的因素。研究表明,具有与组织相似的化学成分的植入材料更容易与组织形成良好结合,例如羟基磷灰石或生物玻璃与人体骨组织无机成分相似,直接影响组织细胞的黏附、增殖与分化,形成与骨组织的良好结合。

(二)材料表面性状

1.植入材料的表面能 材料植入组织后首先与体液相互作用,逐步由表面向材料内部发生浸润、溶解、离子交换等反应。这一系列的反应及反应速度、作用深度,与材料的化学成分、表面结构以及反应产物的性质有关。其中,体液对材料的润湿性对植入材料与机体组织的结合有很大影响,表面能与材料润湿性关系很大。通常组织体液更容易在表面能高的材料表面润湿,细胞则更容易在表面能高的材料表面吸附、增殖与分化,进而形成良好的结合。粗化种植体表面,可以增加骨结合率;化学改性可增加表面亲水性,加快骨结合。种植体接龈部分的表面能与龈附着也有很大关系。

2.植入材料的孔隙 孔隙具有以下几个方面的作用:①为组织细胞向植入材料中生长提供通道和生长场所;②增大组织液与植入材料之间的接触表面积,加速反应过程;③孔隙有利于局部体液循环,为植入材料内部的新生组织提供营养;④组织长入孔隙后与材料形成机械性锁结作用,显著提高两者的结合强度。(https://www.daowen.com)

表面有孔隙的植入材料能与组织形成更为良好的结合。一般认为,孔隙直径为39~78 μm时,纤维组织可长入,孔隙直径大于78 μm时,纤维和骨组织可同时长入。口腔植入材料根据孔隙率大小可划分为致密型和多孔型两种,前者的孔隙率一般要求控制在5%以内,后者则大于5%,多孔型又可分为大孔型和微孔型两种。

3.植入材料的形态 植入材料的形态对材料与组织的结合反应有较大影响。实验研究表明,块状材料长期植入机体后容易出现材料周围纤维组织瘤样增生,而颗粒状或粉末状材料发生率则相对较低,外形圆钝的材料相比锐利的材料瘤样增生发生率较低,有孔材料相较无孔材料瘤样增生发生率低。材料周围纤维组织瘤样增生,会影响材料与组织结合的长期稳定性。

(三)材料力学性能

植入材料本身的力学性能和在应力作用下的力传导性质,必须与植入区组织的力学性能和力的传导性质相匹配,才能获得良好的力学相容性,从而提高植入材料的植入成功率。如陶瓷和金属材料与天然牙和骨组织相比,弹性模量高、刚性大,在受力时特别是受水平应力时,植入体周围的应力集中,易造成骨吸收和破坏。因此,植入材料的力学性质影响着植入体结合的稳定性。

总之,植入材料的化学组成、形态结构、表面状态、周围组织种类和生理介质的性质,都对结合反应有着极大的影响。如何控制植入材料与组织的结合反应,是研究植入材料与组织结合机制的重要内容。

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