在当今所有的种植体材料中，纯钛因其良好的生物相容性和机械加工性能，并历经多年临床应用的考验，成为首选的医用种植体材料。然而单纯的纯钛种植体-组织愈合时间长的缺点大大降低了临床种植的效率，为医患双方都带来了不便。为了有效的缩短种植体-骨结合所需的时间，在过去的二十年中，一系列表面处理技术相继涌现出来，如酸蚀喷砂技术，模拟体液涂层技术，钛浆喷涂技术，微弧氧化技术和羟基磷灰石涂层技术等。目前，有研究已证实这些优化了的表面处理技术能够通过改善种植体材料的表面构型和生物活性来促进骨结合的过程。然而，关于这类改性后结构在经皮部位软组织的结合及反应情况却报道甚少。临床数据表明，15%-20%的修复重建病人会由于经皮部位的问题而造成感染，甚至出现严重的并发症（如骨髓炎和软组织损伤等）最终导致种植失败。另有研究表明，不同的种植体表面结构对细菌的易感性不同也会造成不同的结果。因此，种植体材料表面结构处理对经皮软组织部位的反应情况和细菌的易感性也是影响种植体的成功率的重要因素之一。课题目的微弧氧化具有良好的生物相容性和不易剥脱等特性，在促进种植体-骨结合方面被认为是最有效的表面处理技术之一。然而在现有研究中，该处理技术对于种植体-软组织的反应情况尚无报道。由于经皮种植体植入过程是要穿经机体软组织再锚定在骨组织上，种植体-软组织的结合面是种植体与外界的屏障，也是影响种植体成败的一个关键因素。为了评估微弧氧化纯钛种植体经皮部位的生物学性能，我们首先对三种常见的种植体表面处理技术：喷砂，微弧氧化以及模拟体液涂层在细菌的易感性方面做了横向对比研究；其次，对微弧氧化纯钛种植体表面做了进一步的深入研究，实验观察了人表皮细胞以及金黄色葡萄球菌在微弧氧化处理及未处理纯钛表面的生物学行为；再次，针对现有的微弧氧化处理对皮肤软组织表面常见菌群的易感情况，对其表面做了进一步的优化处理以改善其抗菌性能；最后，动物实验对经皮种植体软组织炎进行了初步研究。本课题研究通过对微弧氧化纯钛种植体与软组织的结合界面的评估，致力于有效提高该处理技术在种植体软组织结合界面的生物相容性和抗菌性能。实验方法和结果本研究首先观测了金黄色葡萄球菌在喷砂，微弧氧化和模拟体液涂层三种种植体处理表面的粘附情况，最终结果表明微弧氧化和模拟体液涂层较未处理纯钛表面更易粘附细菌。细菌计数结果证实了金黄色葡萄球菌在喷砂和微弧氧化表面的分布情况无显著差异。但是在模拟体液涂层表面金葡菌的分布较其他两组涂层表面有明显的增多。此外，三组处理表面的粗糙度较未处理纯钛表面要明显增大。有文献报道，根据材料表面结构特征，可以将表面形态的粗糙度分为三个水平：宏观级，微观级和纳米级。其中，表面粗糙度在1-10μm的定义为微观形态，喷砂，微弧氧化和模拟体液涂层的表面形态均可归类于微观级。较宏观级和纳米级形态以及具有光滑表面而言，表面粗糙度在微观级水平可以形成更好的种植体-骨结合和更高的抗扭距性能。然而，伴随着表面粗糙度的增加，一个新增的风险是随之提高了种植体周围炎的几率。我们的研究表明，随着粗糙度的增加，细菌的粘附率也有所增加，这可能与粗糙表面某种意义上增加了材料的表面面积有关。关于XRD的实验结果，喷砂表面散射能谱显示有少量的Al2O3残留，通常情况下，喷砂粒子常常会埋藏于种植体基底材料表面。由于其不溶于酸，因此很难从钛表面彻底清除，甚至在超声清洗，酸钝化以及消毒后，仍会有少量残留。对于喷砂表面铝残留的问题不同的学者所持观点不一，有研究称残留在种植体材料表面的铝化合物会影响细菌的粘附；但也有研究称在影响细菌粘附方面，铝化合物没有显著作用。在本研究中，表面原子成分分析显示在喷砂表面有非常少量的铝残留，然而，细菌在该涂层上的粘附并没有因此而减少。其次，实验检测了人表皮细胞和金黄色葡萄球菌在微弧氧化及未处理纯钛表面的生物学行为来反映两组材料作为种植体经皮软组织部位的生物相容性，结果表明微弧氧化表面并不能更好的支持人表皮细胞的生长，铺展，粘附和增殖；此外，微弧氧化表面更易于金葡菌的粘附和繁殖。实验数据表明，纯钛表面进行现有的微弧氧化处理作为种植体经皮部位的处理并不是一个很好的选择。从细胞在两组材料表面粘附的计数结果表明人表皮细胞在未处理纯钛表面粘附和增殖的情况更好，随着时间推移细胞生长的速度更快。有文献报道细胞胞间接触会促进细胞的铺展，但是这一现象并未在微弧氧化表面得到证实，微弧氧化表面反而在某种程度上阻碍了人表皮细胞的生长。扫描电镜图像显示细胞在未处理纯钛表面表现出了更好的铺展，并展示出了更为清晰的胞间接触和核仁结构，而在微弧氧化的表面细胞胞体小而成梭形，这些结果表明人表皮细胞在未处理纯钛表面保持了更有活力的状态。此外，扫描电镜图也更直观地证实了这一结果，细胞在未处理纯钛表面多呈两个或多个簇状分布，而在微弧氧化表面人表皮细胞则多为孤立散在分布。总之，计数结果和电镜结果都表明在未处理纯钛表面人表皮细胞的生长，粘附和增殖相对更好，而在微弧氧化的纯钛表面人表皮细胞的生长和增殖在某种程度上受到了抑制。同时，扫描电镜和细菌的计数结果显示，随着时间的推移，金黄色葡萄球菌的粘附和繁殖在微弧氧化的表面有明显的增加，具有统计学意义；而在未处理纯钛表面细菌增殖不明显。尤其在24h,金黄色葡萄球菌在微弧氧化表面几乎融合，表明细菌更进一步地繁殖并粘附，将要形成一层菌膜。有研究表明金黄色葡萄球菌粘附于金属表面后，经过进一步大量的繁殖会形成一层生物膜，而这层生物膜一旦形成后，临床上便很难处理。原因主要是由于这层生物膜可以保护细菌免于被吞噬并阻止抗生素对其破坏，这就提示我们要防止这层生物膜的形成，就要从最初采取措施来预防细菌的粘附。其中一个有效的办法就是采用具有抗菌功能的涂层（如抗菌剂或是阻抗蛋白附着的涂层等）来处理种植体材料表面。另外，实验中还发现一个有趣的现象就是细菌喜欢在微弧氧化孔状结构中增殖并堆积，但这些位置结构不易进入且不易清理；此外，尽管未涂层的纯钛表面比较光滑，细菌粘附较少，但也偶有缺陷或是粗糙的微小缝隙，这些也成了细菌容易粘附滋生的地带。本研究所得数据以及扫描电镜结果支持了“粗糙表面由于增加了表面面积而促进了细菌的粘附”这一观点。随后，体外实验研究了NaCl渗透的微弧氧化处理的纯钛表面在抵抗细菌粘附方面的作用。实验结果表明NaCl渗透的微弧氧化表面显著的抑制了金黄色葡萄球菌的粘附和增殖。计数结果显示，在细菌接种至试件最初的2h和4h，NaCl渗透的微弧氧化表面较单纯的微弧氧化表面所粘附的细菌数目虽少，但没有显著的统计学差异。随着时间的推移，NaCl渗透的微弧氧化表面粘附的金葡菌数于24h计数时，已显著少于单纯的微弧氧化表面，具有统计学意义。扫描电镜照片进一步直观的印证了这一结果。微弧氧化表面涂层了NaCl后，表面的粗糙度有轻微的增加，但是两组没有显著的统计学差异(p>0.05)。因此，推测在两组试件表面粗糙度方面这一微小的变化应该不会对细菌粘附产生显著的影响。在类似的研究中，学者Ewald提出一旦将具有NaCl涂层的种植体植入体内后，该涂层在机体内将被缓慢的洗刷掉，这样种植体表面就能够与细胞直接接触以促进结合。此外，先前研究表明高亲水性材料与体液，细胞以及组织有较强的亲和力，所以高亲水表面更合乎需要。当前研究表明NaCl渗透的微弧氧化表面较单纯的微弧氧化表面具有更高的亲水性，那么这种表面可能会对机体细胞表现出更好的生物相容性。最后，动物实验观察了经皮种植体植入整个过程（2m）中，种植体周围软组织的反应情况以及炎症种植体周菌群的变化。细菌学检测发现炎性分泌物中以金黄色葡萄球菌和G群链球菌感染为主。此外，研究还发现，在感染早期，细菌检测结果以金葡菌为主要感染菌，而在后期，G群链球菌比例上升，金葡菌比例下降，分析可能是由于大量的G群链球菌分泌的溶葡萄菌素酶造成，这个问题还有待进一步的研究。通过对种植体经皮部位软组织反应的观察发现，单纯的微弧氧化处理的纯钛种植体出现经皮软组织炎症情况较重(p <0.05)；而NaCl浸润的微弧氧化纯钛种植体与未处理纯钛种植体的软组织反应情况较好，两者无统计学差异(p>0.05)。结论现有的微弧氧化技术处理的纯钛表面不能更好的支持人表皮细胞的生长和增殖；微弧氧化表面更易于金葡菌的粘附和繁殖。横向对比研究显示喷砂，微弧氧化以及模拟体液涂层较纯钛表面更易粘附细菌，而在三组涂层结构表面，模拟体液涂层对细菌易感性更为显著，微弧氧化虽然较喷砂表面在粘附细菌总数上有所减少，但无明显的统计学差异(p>0.05)。经过对原有的微弧氧化技术参数进行优化并涂层了具有抗菌性能的NaCl成分后，新获得的纯钛改性表面能够有效地预防和抑制金黄色葡萄球菌的粘附和增殖。据文献推测，该方法在提高了材料表面抗菌性能的同时，还可能成功地保留微弧氧化良好的骨结合性能。此外，由于NaCl渗透的微弧氧化纯钛表面较单纯的微弧氧化纯钛表面具有更高的亲水性，推测该表面可能会对机体细胞表现出更好的生物相容性。动物实验表明，种植体植入后发生感染早期以金葡菌为主要感染菌；后期G群链球菌占据主导地位。通过对种植体经皮部位软组织反应的观察表明，NaCl浸润的微弧氧化纯钛种植体经皮部位表现出了较好的抗菌性能。