116 / 2021-04-02 16:24:40

中央螺丝等离子体弧光渗氮对种植体长期稳定性的影响

齿科种植体；中央螺丝；弧光渗氮；螺丝松动；疲劳寿命

齿科种植体在口腔长期服役过程中，种植体系统的力学性能对系统的长期稳定性起着至关重要的作用，而中央螺丝松动失效和疲劳失效是最常见的问题。钛合金等离子体渗氮处理技术是近年来发展起来的解决螺丝失效问题的原位表面改性方法，并且不会出现涂层大面积脱落导致组织发炎的风险。在本研究中，我们研究了等离子体渗氮处理对种植体连接螺丝的影响。采用低温(500℃)等离子体弧光渗氮处理了连接螺丝(图1a)，测量了连接螺丝的预紧力和摩擦系数；测量了基台的沉降量和拔出力；然后测量了连接螺丝在静、动态载荷作用下的旋松力矩；采用静载断裂试验和动态疲劳寿命试验对种植体系统的疲劳性能进行了测试，通过有限元分析(FEA)验证了断裂位置。最后观察了螺钉的表面磨损形态和种植系统的表面断裂形态。结果表明，等离子体渗氮处理可以降低连接螺丝表面的摩擦系数，提高预紧力，提高基台的沉降量和拔出力。等离子体渗氮处理还提高了动荷载作用下的防松性能。等离子渗氮可以减少螺纹表面的磨损，保护螺纹的完整性，不会出现涂层大面积脱落现象。另外，等离子体渗氮处理提高了种植体系统的疲劳性能 (图1b)，增加了断裂载荷，延长了疲劳寿命。疲劳断裂位置主要发生在种植体颈部和连接螺丝第一螺纹处，与有限元分析结果一致。因此，等离子体渗氮处理有效地提高了种植系统的长期稳定性。