摘要
针对传统3Y-TZP种植体存在的生物惰性问题,本研究提出一种硝酸铈渗透表面改性策略,旨在同步提升其成骨与抗菌性能,为开发高性能牙科种植体提供新途径。
采用立体光刻(SLA)技术制备3Y-TZP生坯,经1050oC预烧结后浸渍于不同浓度(0.25 ~ 4.0 mol/L)的六水合硝酸铈溶液中,再经1550oC高温烧结获得Ce/3Y-TZP试件。通过微观结构与物相分析验证Ce的掺入效果;采用碱性磷酸酶(ALP)与茜素红(ARS)染色及定量分析评价成骨性能;通过菌落形成单位(CFU)计数评估抗菌能力。综合力学与体外生物学结果筛选最优组别,并进行体内动物实验以系统评价其抗菌与抗炎性能。
物相分析显示,Ce/3Y-TZP试件主要由t-ZrO2和(Zr0.93Y0.04Ce0.03)O2相组成,证实铈元素成功固溶入氧化锆晶格。当硝酸铈浓度为2.0 mol/L时,材料表现出最优的综合性能:与未处理组相比,ALP活性升至3.09±0.34倍,ARS染色吸光度达1.42±0.09倍,表明成骨矿化能力显著增强;对S. aureus细菌的CFU计数减少(2.62×103±3188)CFU/mL,显示优异抗菌性能。该组力学性能符合临床标准,体内实验进一步证实其具有良好的抗菌与抗炎作用。
本研究通过硝酸铈渗透改性,成功构建具有成骨–抗菌双功能特性的Ce/3Y-TZP复合材料,在维持良好力学性能的同时显著增强其生物学活性,为推进氧化锆种植体的临床应用提供了可靠策略。
