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氧化鋯種植體具有生物相容性與機械性能優(yōu)異,以及顏色美觀的特點,作為取代鈦種植體的新型種植體而廣受關注。為進一步提升氧化鋯種植體的骨結合率,需在種植手術前對氧化鋯種植體表面進行親水改性處理?，F(xiàn)有的鈦種植體表面處理方法,如噴砂、酸蝕、表面鍍膜、紫外光催化等,均無法有效處理氧化鋯種植體或處理效果不佳。例如:噴砂工藝會誘發(fā)氧化鋯低溫退化,熱處理和酸蝕有可能降低氧化鋯的抗彎強度。雖然已有研究通過對圓盤形氧化鋯試件進行冷等離子體射流處理,證明了等離子體在氧化鋯表面親水改性中的可行性,但實際牙科種植手術中種植體表面為螺紋狀,對于具有復雜表面形狀的氧化鋯種植體,射流系統(tǒng)處理效果不佳。并且種植體術前即刻處理后立刻種植的效果最好,因此真空等離子處理系統(tǒng)更適合臨床場景下用于氧化鋯種植體親水改性。真空等離子體的方向性不強，可以深入到物體的微細孔眼和凹陷的內部完成處理任務，因此不需要過多考慮被處理物體的形狀，對于形狀復雜的樣品，如具有沉孔、盲孔或3D結構的物體，也能進行均勻處理，這是常壓等離子體等其他處理方式難以比擬的優(yōu)勢。

等離子體在材料親水改性方面的應用

等離子體又叫電漿,是由分子、原子及其被電離后產(chǎn)生的正負帶點粒子組成的氣體狀物質。它是物質存在的基本形式之一,是除固、液、氣三態(tài)外,物質存在的第四態(tài),也是宇宙中廣泛的物質存在形式。在工業(yè)領域,等離子體常被用作材料的表面改性處理。低溫等離子體溫度較低,甚至接近室溫,同時含有大量高能帶電粒子,可在材料表面引發(fā)自由基,并可引入多種活性基團,在改善材料表面潤濕性、極性及粘接性能的同時,不會對材料造成破壞。例如,不銹鋼、鋁合金、塑料等可以通過等離子體處理,增強表面的親水性與吸附性能。目前等離子體技術在親水改性中的常見應用如下:生物醫(yī)學上,使用以稀有氣體為工作氣體的大氣壓射流等離子體系統(tǒng)對試樣進行消毒及親水處理;工業(yè)上,使用等離子體在高真空度下對工件進行清潔和表面改性。

等離子體處理對氧化鋯種植體表面親水性的影響

等離子體處理(a)前,(b)后種植體濕潤能力對比 

如圖1所示,初步研究發(fā)現(xiàn)等離子親水改性后的氧化鋯種植體表面張力大,能夠通過毛細作用吸紅墨水。當種植體頂部接觸水面時,整個種植體表面立刻變得濕潤,而未經(jīng)親水處理的種植體未體現(xiàn)出這種特性。

氧化鋯材料和鈦金屬一樣,在空氣中會受到碳氫化合物的污染并產(chǎn)生生物老化(biologicalageing),而等離子體處理可以有效的抵抗這種污染并讓氧化鋯材料表面產(chǎn)生高親水性能和良好的細胞附著。