作者：肖威，姜可，刘婵娟，蚌埠医科大学研究生院；高致远，杭州医学院口腔医学院；高金星，浙江省人民医院牙槽外科
使用紫外线（Ultraviolet,UV）照射种植体进行光功能化处理是一种改变种植体表面特性的方法。据报道，光功能化处理后，骨-植入物接触率达到90%或更多，远高于未处理种植体的50%～75%。为了探讨UV光功能化处理能否用于提高骨质疏松条件下的骨结合能力，本文将结合紫外线光功能化种植体的研究进展作一综述。
1. 骨质疏松对口腔种植的影响
骨质疏松是一种以骨组织减少、骨质吸收增多、骨质微观结构退化、骨脆性增加为主要特征的全身代谢性疾病，颌骨可成为骨质疏松的主要发生部位，造成颌骨骨量减少，从而影响口腔种植，有研究表明，骨质疏松累及颌骨后，颌骨的进行性吸收会严重影响种植体的初期稳定性和骨结合。
骨细胞、成骨细胞和破骨细胞凋亡与骨质疏松有密切关系，成骨细胞的异常凋亡可能是骨质疏松的发病机制之一。同时骨髓间充质干细胞能够促进颌骨缺损部分的骨修复能力，骨质疏松造成其成骨分化能力降低，致肌肉衰退，对骨骼应力刺激少，对骨代谢调节障碍。由于成骨细胞活性降低或异常凋亡，对口腔种植所需的骨结合有着严重的影响，所以骨质疏松患者种植手术失败率高，需要能够促进骨整合能力的方法来改善临床效果。
2. UV光功能化作用机制
紫外线（UV）处理会改变钛种植物表面物理化学性质，而光功能化处理就是基于紫外线改变物体表面特性而衍生的一种表面处理方法。将待处理的种植体放置于特定波长的紫外线中一段时间，就能够实现种植体表面特性的改变。
现有的研究表明UV光功能化使二氧化钛氧化膜产生超亲水性表面的机制主要有两个：①光功能化去除了二氧化钛表面疏水层的碳氢化合物或其他含碳物质，恢复表面亲水性；②光功能化将二氧化钛表面Ti4+离子变为Ti3+离子，从而产生具有强氧化性的氧空位，将吸附在二氧化钛表面的OH-和水分子氧化成氢氧自由基，氢氧自由基将二氧化钛表面碳氢化合物氧化成CO2和H2O。
Wang等在1997年证实UV催化可以使TiO2膜表面产生超亲水性，此后有大量研究者将UV照射运用到种植体的表面处理上，以此来提升种植体的生物活性。Aita等发现无论是用UVA（峰值波长360 nm）或UVC（峰值波长250 nm）处理钛表面，细胞的附着都较未处理的钛表面显著增强。一般而言，随光照时间的增加，TiO2表面的亲水区尺寸增大,亲水性尺寸增加有利于提高表面的亲水特性，但紫外线光照时间过长时，表面与水的接触角也会增大，即长时间的UV照射并不会使表面变得更加亲水。
钛表面的生物活性随时间增加而降低，这一过程称为生物老化，老化过程使钛表面覆盖氧化层，UV处理目的正是消除沉积的氧化物，同时增加其润湿性，这种表面修饰对于改善细胞相容性、骨形成和临床结果至关重要。Ikeda等将大鼠角化黏膜组织在经过和未经过光功能化处理的钛盘上孵育24 h，证实UV处理钛增强了口腔黏膜结缔组织和成纤维细胞的黏附与保留。在UV处理过的钛表面，成骨细胞增殖速率增加了20%-50%，钛表面黏附的成骨细胞数量提高了3-5倍。
Taniyama等将成骨细胞附着在钛圆盘上，接种24 h后附着在UV处理的钛盘上的成骨细胞比未处理钛盘上的成骨细胞更多更大，且具有更加发达的片状脂蛋白和丝状伪足样细胞突起。
钛的UV处理增强了黏膜结缔组织的黏附和保留，并增加和加速了成纤维细胞的附着以及对机械和化学脱离的抵抗力。增强种植体对口腔结缔组织的黏附强度和保留时间，就能够形成良好的边缘封闭作用，这对于提升种植成功率有着积极有效的作用。
3. UV光功能化对骨结合的影响
种植体成功的关键是骨结合，它是种植体表面与骨组织进行连接的结构基础，也是种植体能够承担咬合力的功能基础。良好的骨修复材料能够促进骨髓间充质干细胞的增殖分化，促进骨的形成，提升骨整合能力，从而提升骨修复的成功率。骨结合需要种植体与骨组织直接接触而没有软组织的介入，然而种植体表面骨覆盖总面积，即骨-钛种植体接触率约为50%-75%，远远低于预想的100%。
Aita及其团队研究表明，未光功能化处理的钛表面形成的新骨常呈碎片化或局灶性，常常在种植体-骨界面观察到大量的软组织，而光功能化处理的钛表面有大量骨组织沉积，新骨形成活跃。晚期愈合阶段，光功能化处理的钛表面可见大量骨组织沿种植体表面延伸，骨-种植体接触率高达98.2%。
Kim等人拔除了比格犬的下颌前磨牙，并在12周后延迟植入，证实UV功能化可以促进种植体表面的骨结合，Micro-CT结果显示，与对照组相比，UV治疗后植入物周围的骨量显著增加，同时骨吸收率显著降低。
种植体力学测试表明，在受到横向侧翻力时未经处理的螺钉移位是处理后的1.5-1.7倍，在光功能化处理的螺钉周围观察到强健骨形成。当使用三维有限元分析模型与未经UV处理的植入物相比时，特别是在垂直载荷下，在UV处理的植入物上发现了对周围组织的应力降低，应力分布改善。UV功能化技术是促进成骨细胞附着、提高骨结合效率、增强种植体长期稳定性的可行手段，对于改善提升骨质疏松患者种植手术成功率有着巨大的帮助。
4. UV光功能化对植入物表面细菌定植的影响
预防种植体周围炎发生是决定种植手术成功与否不可忽视的关键，种植失败的主要原因是种植体周围炎，预防种植体周围炎发生的有效手段是避免种植体表面细菌定植。
种植体表面光功能化能够有效降低种植体表面细菌定植。Dini等研究发现光功能化改变率钛材料的物理化学性质，当与生物功能钛处理表面相关时，它会诱导更大的蛋白质吸附和更低的初始细菌定植，对成纤维细胞具有非细胞毒性作用，从临床角度来看，钛生物功能涂层的UV光功能化是改善种植体-宿主相互作用和减少口腔生物膜相关疾病的有前景的策略。
Aita等研究发现，UV光功能化能够在不影响种植体表面形态的前提下增加其亲水性，降低种植体表面的细菌黏附和生物膜形成。Itabashi等用UV照射接种有细菌的钛表面，观察其表面无菌落形成。同时将细菌接种在经过UV处理后的钛表面，10 h后细菌数量逐渐增加，但其抗菌性能仍然能够维持至照射后7天。这些都证明了光功能化处理能够减少种植体表面的细菌定植，预防种植体周围炎的发生。
5. UV光功能化植体在骨质疏松模型中的应用
Taniyama等将经过和未经过UV处理的种植体植入去卵巢小鼠股骨，UV处理的钛体内骨植入物整合强度比对照钛高80%，甚至比假手术大鼠中的对照植入物高。因此，UV光功能化有效地增强了OVX大鼠的骨植入物整合，以克服
Taniyama等将经过和未经过光功能化处理的钛种植体分别植入切除卵巢大鼠，发现在光功能化处理的钛上培养后，卵巢切除损害的成骨细胞功能被提高到相当于或高于未去除卵巢小鼠成骨细胞的水平，光功能化能够有效增强切除卵巢大鼠的骨-种植体整合能力，从而克服骨质疏松样疾病。光功能化处理能代偿骨质疏松的影响，能够有效提升患者骨整合能力，减少种植治疗中的危险因素，让骨质疏松患者也能获得高质量的功能恢复，改善患者的生活质量。
然而光功能化在临床运用中仍然有着许多的限制。口腔癌症患者由于相关治疗导致颌骨生理性或病理性损伤，颌骨切除用腓骨修复部位骨质较差，骨结合能力较差。同时使用颗粒状松质骨和骨髓进行颌骨重建的种植体也容易发生种植体周围炎症。即使经过光功能化处理的种植体，成功率也只有22.2%。另外，UV光功能化处理需要特定的机器处理特定的时间，大大延长了多颗种植特别是半口、全口种植的时间，增加了种植术失败的风险。
6. 总结和展望
综上，光功能化处理值得在骨质疏松患者的钛植入物领域中广泛应用。光功能化种植体能增强骨结合能力主要是因为其超亲水性、去除表面老化钛，增强植入物表面细胞黏附且具有一定的杀菌效果，这样的结论也在
来源：肖威,姜可,刘婵娟等.紫外线光功能化种植体影响骨质疏松骨整合能力的研究进展[J].口腔颌面修复学杂志,2024,25(02):157-160.
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