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医用新型钛合金的口腔刺激试验
摘要:通过口腔刺激试验评价TLE,TLM 2种新型医用钛合金对口腔粘膜的刺激作用。将盘黄地鼠随机分为TLE.TLM,阳性对照组,阴性对照组4组,t0只,组。缝合试样于颊囊,舰察2周后作大体观察评价和组织学评价。结果:TLE组,TuⅥ组,阴性对照组均未山现局部皮I牟=身的不良反应,绍纵学评价刺激指数为0,反虚程度属于尤刺激。2种新挝钛合金在试验条件r对口腔粘膜无刺激。
关键词:口型钛合金;生物相容性;口腔刺激试验
1 引言
医用钛及钛合金的发展己经历了两个时代,第一个时代以纯钛、Ti6A14v为代表,第一二个时代以Ti.5A1.2,5Fe,Ti.6A1.7Nb为代表。近年来,钛及钛合金作为生物材料己进入第二个刚代,即研制与开发具有更好牛物相容性的新型医用钛合金的时代f1“。我国自行研制的医用钛合金较少,目前有TAMz,TLM和TLE等拥有国家发明专利Ⅳ】。1’AMz是d型钛合金,生物相容性优良,适于充当灾骨板、髓内针和螺钉等医疗内固定器械。TLE,TLM是本课题组开发出的2种介稳定卢犁医用钛合金。TLE主要成分为Ti,zr,Mo,Nb,TLM主要成分为Ti,zr,sn,Mo,Nb,根据钛合金化的基本理论以及合金元素对钛合金力学生物学性能影响的经验规律,借助d电了合金’鼓计理论和Mo当量设计方法而设计丌发的,具有适rfl强韧性匹配、低弹性模量、耐腐蚀、易加工成型、成本较低等优点,可用作牙种植体、骨、关节等人体硬组织的修复与替代材料。拟用于口腔的材料在用于人体需进幸亍口腔刺激试验,本研究对这2种新型钛合金在试验条件下对口腔粘膜的刺激性进行评价。
2实验
2 1试验分组
共4组,分别是TLE组,TLM组,阳性对照组阴性对照组。
2.2试验材料
TLE,TLM为直径4mm,厚1mm的圆片,圆片中央打2个直径1mm的等距离小孔,每种样品12个,用水砂纸打磨至O.023“m,表面光滑,边缘圆钝。阳性对照为工业用聚氯乙烯(含有机锡),阴性对照为牙胶,数量、规格同E。
2 3试验动物
选择鼠龄60 d~70 d的金黄地鼠48只,由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供。所有动物均健康、初成年,同一品系,雄性。
2 4药品器材
戊巴比妥钠,95%乙醇,3/0医用无损伤缝合针线(杭州富阳医用缝合针线厂)。
2 5清洗消毒
试验材料及对照材料分别用95%乙醇超声清洁20 min,三蒸水冲洗3次。试验材料用12l℃高温蒸汽消毒30 min,阴性及阳性对照捌料用”co照射消毒12 h。
2.6动物准备
提取动物,适应l周。
2.7缝合固定试样
1岗后,取颊囊无病变的健康动物40只,随机分为4组,每组10只。戊巴比妥钠按20 m∥kg体苇将动物轻度麻醉,用75%酒精埘u腔内外消毒。用无损伤缝合针线将材料缝合到金黄地鼠侧颊囊粘膜,与粘膜密切接触。贯通粘膜皮肤全层缝台,口外打三香结。每只动物的一侧颊囊缝一件样品,另。侧颊囊为空白对照。
2 8动物观察
术后2周内,每天观察动物全身健康状况和口腔内粘膜的变化情况,观察与试样片接触的粘膜周围有无充血、糜烂、水肿、渗出等情况。2周后,拆线,取出试样,肉眼观察颊囊有无红斑、焦痂及其它异常情况,拍摄照片,记录颊囊的一般状况,并按表1给出的口腔反应分类系统,判定动物红斑反应记分。
2 9标本制备
取出试样24 h后,腹腔麻醉下无痛处死地鼠,切取试样接触部位及其周边的颊囊粘膜与皮肤全层组织标本放入福尔马林中固定,切片染色。根据组织学观察结果,按表2规定的显微镜评价分类系统对试验材料的LJ腔组织反应进行评分。每一试验组中所有动物的显微镜评价记分相加,再除以观察总数,得出试验组平均记分。空白对照组同法记分。试验组平均记分减去空白对照组平均记分得出刺激指数。
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3结果
3 1大体观察评价
通过2周的观察发现,所有动物活动正常,饮食lE常.未见全身不良反应。除阴性对照组有2片牙胶脱落外,其余试样片皆固定良好。TLE组、TLM组试样接触部位的粘膜无充血、出血、糜烂、溃疡等异常反应,与对侧空白对照的颊囊粘膜比较未见差异,与阴性埘照组的颊囊粘膜比较也未见差异。阳性对照组见局部明显充血,呈紫红色,水肿明显,未见溃疡,呈现重度红斑反应,见图1。按表1给出的分类系统,判定各组动物红斑反应记分结果见表3。
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病理学家对颊囊的组织切片评价是:TLE组,TLM组及阴性对照组组织切片均显示上皮连续性完好无损,无细胞变形或变扁平,无溃疡、糜烂,细胞层次清楚,排列均匀,结缔组织无白细胞浸润,未见血管充血,无组织水肿。阳性对照组见上皮组织变形,固有层血管扩张,血管充血明显,中度白细胞浸润,中度水肿。组织学图片见图2。按表2规定的分类系统对每’‘组织进行评分,结果见表4。
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4讨论
生物材料在应用1二人体之前,必须经过科学的检验,它不仅需具有临床所要求的机械、物理、化学性能,还必须具有良好的生物相容性。对预期用于口腔的材料器械,需进行u腔刺激试验,以评价材料在试验条件下产生f_】腔组织反腑的潜在性。本研究以IsO
10993.10:1995为指导,参考IsO/TR7406的要求,对2种新型钛合金进行_r LJ腔粘膜刺激试验,以检测其在试验条件下对口腔粘膜的刺激性。
国际上有许多方法使材料与颊囊粘膜接触”】,按Ts0 10993—10:1995的要求,试样需做成直径3mm一5mm的圆球。考虑到本材料做成这样的试样有困难,遂参考IsO/TR7406的方法,将试样做成直径4mm,厚1 mm的圆片,圆片中央打2个直径1 mm的等距离小孔,缝合在颊囊粘膜上。这符合国际标准化组织对材料的要求,不会影响对试验结果的判定。
根据纯金属及其合金的生物相容性测试可以看出,v,cd,co,Hg,cr,Ni等元素对细胞的接触毒性较强,A1,Fe元素次之,而zr,Mo,sn,Ta,Pd,Hf属于生物相容性优良的合金添加元素【6】。理想的生物医用钛合金应优先选择zr,Mo,Nb,sn作为合金添加元素,Pd,Ta,Hf冈成本较高可少加或不加(8】。TLE的主要成份为Ti,zr,Mo,Nb,TLM的主要成份为Ti,zr,sn,Mo,Nb,两者都不含毒性元素,从理’硷上讲,其生物相容性优良。
将TLE,TLM圆片缝合固定J:金黄地鼠颊囊粘膜上,通过两周的肉眼观察及两周后的组织切片观察发现,2种材料剥粘膜的刺激性与阴性对照组无明显著异,刺激指数均为0,反应程度均为无刺激。按照IsO的标准,得出这2种材料在试验条件下对口腔粘膜无
刺激。但这仅为该材料的生物学评价之一,尚需结合其它试验对其生物相容性进行全面评价。
5结论
TLE,TLM 2种材料红斑反应记分均为0分,组织学评价刺激指数均为o,反应程度为无刺激。这2种新型钛合金在试验条件下对【_|腔粘膜无刺激。