综述：揭示钛、氧化锆和聚醚醚酮牙种植体的特性及表面改性

这篇综述系统比较了钛（Ti）、氧化锆（ZrO2 ）和聚醚醚酮（PEEK）三种牙种植体材料的理化特性、体外/体内行为及表面改性技术，重点探讨了其骨整合（osseointegration）性能、抗菌涂层设计及在老龄化、骨质疏松（osteoporosis）和糖尿病（diabetes）患者中的应用策略，为临床材料选择提供了科学依据。

　　

引言

牙种植体已成为现代牙科的重要解决方案，其中钛、氧化锆和PEEK因独特性能成为主流材料。钛作为“金标准”，以卓越的机械强度和骨整合能力著称，但存在金属离子释放风险；氧化锆凭借美学优势和软组织相容性成为金属替代品，但脆性可能影响长期可靠性；PEEK作为高性能聚合物，具有应力分布和生物相容性优势，但需通过表面改性提升骨整合能力。

材料特性对比

理化性质
钛（密度4.5 g/cm³
，杨氏模量110 GPa）具有优异的耐腐蚀性，但可能引发电偶反应；氧化锆（密度6.0 g/cm³
，杨氏模量210 GPa）美学性能突出但易脆裂；PEEK（密度1.3 g/cm³
，杨氏模量3.5 GPa）轻量柔韧，但需改性以改善细胞响应。

体外行为
钛表面更易形成生物膜，而氧化锆对细菌黏附的抵抗力更强。PEEK对特定菌株（如S. aureus）吸附性较高，且其促炎因子表达低于钛。

体内表现
钛和氧化锆的骨接触率（BIC）相近，但钛的移除扭矩值更高；PEEK因免疫激活可能导致脂肪组织替代骨整合。氧化锆种植体周围炎发生率（0-6.7%）显著低于钛（7%）。

表面改性技术

机械处理

• 喷砂酸蚀（SLA）：钛经SLA处理后骨整合速度提升，10年存活率达98.8%。氧化锆SLA表面可形成类骨磷灰石层，而PEEK喷砂后需结合磷酸化以增强细胞附着。
• 激光处理：钛的激光纳米结构化促进成骨分化；CO₂
  激光可改善PEEK表面润湿性。

能量修饰

• 等离子体处理：氮等离子体处理提升PEEK的成骨活性，而冷大气等离子体可减少氧化锆的细菌黏附。
• 紫外光功能化：钛经UV处理后BIC接近100%，氧化锆UV处理增强软组织整合。

功能涂层

• 骨传导涂层：羟基磷灰石（HA）涂层显著提升钛和PEEK的骨再生能力，掺锶涂层对骨质疏松患者尤具潜力。
• 抗菌涂层：银（Ag）纳米颗粒涂层可降低钛和氧化锆的感染风险；PEEK表面固定KR-12抗菌肽可协同抑制生物膜。

临床考量

系统性疾病影响

• 骨质疏松：需延长愈合期或使用宽径种植体，掺锶钛表面可刺激成骨细胞分化。
• 糖尿病：高血糖环境下，硅掺杂HA（Si-nHA）涂层能减少氧化应激并促进血管生成。

长期预后
钛种植体20年存活率89.5%，氧化锆5年存活率93.3%，PEEK早期数据显示4.5年存活率99%。

结论

未来方向在于开发复合材料，如钛-氧化锆混合体或PEEK-纳米HA复合材料，以兼顾力学性能与生物活性，同时针对患者个体差异（如代谢疾病）设计个性化表面修饰方案。