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目的:研究两种表面处理(等离子渗氮和物理气相沉积TiN涂层)对钛、钛合金表面的组织结构、性能及对变形链球菌粘附的影响。
方法:将相同规格的钛、钛合金片经逐级抛光后分别随机分成三组,每组3片,依次为抛光组,渗氮表面处理组,TiN涂层表面处理组。其中渗氮钛、钛合金组在辉光离子渗金属真空炉中渗氮,TiN涂层钛、钛合金组进行物理气相沉积TiN涂层,抛光钛、钛合金组作对照。测量所有试件表面的粗糙度值,并采用扫描电镜、Axiovert25CA光学图像分析仪及GDA750对钛、钛合金表面渗镀层的表面形貌、金相显微组织及元素分布情况进行分析;另外,将材料接种于变形链球菌悬液1小时,在荧光显微镜下计数粘附细菌的数量。
结果:(1)表面粗糙度检测结果表明两种表面处理仅使原有表面粗糙度(Ra)值略微增加,并均在0.2μm以下;扫描电镜显示两种表面处理后材料表面的原始划痕消失;金相检验表明两种表面处理后,除纯钛渗氮后渗层与基体没有分界线外,其余表面均有一层均匀致密的白亮层,改性层与基体间有明显分界线;GDS检测分析结果表明:钛、钛合金两种表面处理后,表面主要由氮化钛化合物组成。(2)对纯钛材料而言,以抛光钛为对照,两种表面处理后表面粘附细菌的量显著地减少(p<0.001),而两种表面处理间无显著性差异(p=0.485);对钛合金材料而言,与抛光钛合金相比,两种表面处理后表面粘附细菌的量也显著地减少(p值分别为0.005、0.008),两种表面处理间也无显著性差异(p=0.866)。
结论:等离子渗氮和物理汽相沉积TiN涂层这两种表面处理技术在钛、钛合金表面均形成了由氮化钛化合物组成的金黄色均匀致密的改性层,并减少了细菌在钛、钛合金表面的粘附,且两种表面处理之间对细菌粘附的影响无差异。相较于有涂层脱落之忧的物理汽相沉积TiN涂层技术(据以往的研究),等离子渗氮更有望作为种植体穿龈部和种植体基台部的表面处理技术。