鈦，采用元素符號Ti表示，具有22個原子數（代表22個質子和22電子），原子質量等于47.90u。它是一個堅硬的光過渡金屬，白色金屬光澤，在室溫下耐腐蝕。鈦最初于1790年由英國牧師威廉·賈斯汀格雷戈爾在處理磁砂時發現。此后，該元素是由德國化學家海因里希克拉普羅特在金紅石礦物（二氧化鈦）中再次分離得到。為了紀念泰坦（希臘神話中天王星和伽倻的兒子），于1795年被命名為礦物鈦。然而，在1887年，金屬鈦仍無法提純，1938年，鈦的商業化開發才開始出現。直到1946年，金屬鈦的使用認為走出實驗室。之后，威廉賈斯汀克羅爾通過四氯化鈦（四氯化鈦）與鎂在在800℃氬氣中的還原，使得商業鈦的開發得到了進一步發展。此化學過程被普遍稱為“‘克羅爾過程’’，它是獲得商業鈦最常用的方法。根據該方法，可以得到被稱為海綿鈦的多孔產物，隨后純化以達到商業產品。
文獻綜述表明，鈦最早在牙科的使用是60年代偶爾得之的。1965年，瑞典醫生Per-Ingvar Branemark使用鈦制的觀察攝像機研究家兔脛骨血液微循環時，發現鈦金屬和骨骼是可以完全結合的，且骨對該觀察攝像頭沒有任何排斥反應，且要撤去這些攝像頭是非常困難的。在此基礎上，Branemark開發了特殊的柱形種植體植入兔和狗的脛骨。此后，鈦種植體植入人體上、下頜骨中，成為安全有效的長期固定體。1982年，Branemark在加拿大多倫多介紹了他的研究結果與植入物，報道其種植體成功率接近97％，由此獲得了國際科學界的一致認可。Branemark明確了種植體與骨的結合理論。
骨結合是一個與時間相關的愈合過程，通過異質材料與骨的臨床無癥狀剛性結合，在骨功能性的負載過程中得以實現（Zarb＆Albrektsson），異質材料最終保留在骨中實現一定的功能。組織學表現與功能性骨強直相似，種植體表面與骨質間無纖維或結締組織。
骨整合階段
由于骨質缺損，發生直接骨愈合。原發性骨折愈合和骨結合在由預存的骨基質激活。當基質暴露于細胞外液，非膠原蛋白和生長因子均被釋放，激活骨修復。一旦被激活，骨結合分為3個生物階段：
•編織骨形成;
•骨量的適應性負荷（片狀和平行纖維質骨沉積）;
•骨結構的適應性負荷（骨重建）。
近期的研究發現，根據對OPN、BSP及Ⅰ型膠原的組織學分析，可以看出，在骨結合過程中，初期所形成的骨中OPN等均為高表達，說明是不成熟的編織骨，而后期表達逐步下降，鈣、磷水平不斷上升。由此Maiko等細分了骨改建的過程，將其分為五個階段，即：炎癥階段（植入后1-3天）；骨形成開始（3-14天）；偽整合階段；替代編織骨；骨整合。由此可見，種植體周圍骨整合機制與骨折后的愈合過程相似。但也有不同之處。骨整合是延兩個不同的方向進行的，從宿主骨向種植體的距離成骨（distance osteogenesis）以及由種植體向宿主骨的接觸成骨（contact osteogenesis），而后者較前者的成骨速度快30%，由于種植體表面原本沒有任何骨組織，因此這種成骨方式又被稱為新生成骨（de novo bone formation）。
骨結合的臨床評價
1.臨床動度實驗，種植體發生動度是未發生骨結合的明確的證據。臨床的穩定性并不是確定骨結合的確鑿證據
2、X光片顯示出骨植入物之間的明顯的直接接觸已被列為骨結合證據。種植體周圍透亮區是纖維組織存在的依據，而缺乏這樣的區域也不是證明骨結合的明確指示。其原因是，X線影像的最佳分辨率容量為0.1毫米的范圍內，而軟組織單元的尺寸為0.01毫米的范圍內；因而纖維組織是不能用X線影像顯示出來的。
3. 使用金屬工具探測并分析聲波顯示骨結合。然而，并不存在典型的’’聲圖''來判斷種植體是整合在纖維組織中或是骨組織中。
決定因素
骨結合是骨內植入物成功的的基礎。該過程本身就是相當復雜的，眾多因素將影響骨形成和維持種植體表面的骨特性。要充分了解什么因素影響骨結合，界面間的緊密性是第一位的。
骨-種植體界面
骨結合是一個驚人的現象，其中骨直接與植入物表面結合，界面接不存在任何膠原纖維母細胞或基質。許多研究得出的結論是，骨結合的強度遠高于纖維包裹的種植體結合強度。骨和植入物界面間的強度在種植體植入逐漸增強（0-12周）。界面間的強度與骨和植入物間的面積相關。可能影響界面的強度的其他因素是生物物理刺激和骨愈合時間的長短。
生物相容性
商用純鈦被廣泛用于植入材料，其有高度的生物相容性，具有良好的耐腐蝕性，對巨噬細胞和成纖維細胞沒有毒性，不會引起種植體周圍組織的炎癥反應，可形成氧化物層，并具有損傷時的再氧化的自我修復。
二氧化鈦
當Ti（鈦）或Ti合金暴露在空氣中或正常生理環境中時，氧化物層形成，通常以二氧化鈦的形式存在。該氧化物層保護植體免受腐蝕。氧化層中存在鈣和磷酸根離子，這表明，骨與植入物界面中存在活性離子交換。此外，多孔表面也存在增強離子相互作用，啟動雙重的物理和化學錨固系統，增強了骨負載能力。多孔表面可以通過骨的三維結構增加的愈合率，增強拉伸強度。大部分市售的植入物通過等離子噴涂進行表面處理。鈦等離子噴涂技術是在高溫下，將熔融液滴以粉末形式噴灑到植入物表面，由此，增加表面積，增加骨接觸，實現三維結構上的強度增加。鈦等離子噴涂的缺點是剝脫和由于高溫造成開裂的危險。
HA涂層具有增加表面積，降低腐蝕速率，并促進成骨細胞分化骨形成的優勢。另外，生物力學HA涂層植入物能夠更好地承受負荷。HA的其它優點包括所形成的骨結構更佳、礦化更高。 HA形成的骨結合使它成為一個非常理想的表面處理。
轉：口腔醫學網
