不同电压阳极氧化处理对种植体基台螺丝拆卸扭矩影响的体外研究

　　为解决种植修复中基台螺丝松动这一常见机械并发症，研究人员开展了一项体外研究，探讨不同电压（27V和55V）阳极氧化处理及酸蚀预处理对钛合金基台螺丝拆卸扭矩值（removal torque values）的影响。研究通过热机械循环模拟口腔环境，发现单独阳极氧化会降低扭矩值，但酸蚀预处理后阳极氧化能显著提高长期稳定性。该研究为改善种植体基台连接可靠性提供了表面处理新思路。

　　

在口腔种植领域，机械并发症始终是影响修复长期稳定性的关键因素。其中基台螺丝松动（abutment screw loosening）以8%-45%的发生率高居并发症榜首，若未及时处理更可能进展为螺丝断裂，导致修复失败。究其根源，预加载力（preload）的丧失和螺丝材料的疲劳是主要诱因。为攻克这一难题，临床上尝试过增加扭矩值、重复拧紧周期等多种方案，而通过表面处理技术改变螺丝的摩擦特性逐渐成为研究热点。

阳极氧化（anodization）作为一种电化学处理工艺，能有效增厚钛表面的氧化层，提升材料硬度、耐磨性和耐腐蚀性。但关于阳极氧化电压参数的选择及其与酸蚀（acid-etching）预处理的协同效应，既往研究尚未明确。更值得探讨的是：氧化层厚度的增加是否会改变螺丝的摩擦系数，进而影响拆卸扭矩？这项发表于《BMC Oral Health》的研究通过严谨的体外实验设计，给出了科学解答。

研究团队采用144枚骨水平种植体（bone-level implants）及配套基台螺丝，创设6组实验条件：空白对照组（C）、单纯酸蚀组（A）、27V阳极氧化蓝色组（B）、酸蚀+27V阳极氧化组（AB）、55V阳极氧化黄色组（Y）、酸蚀+55V阳极氧化组（AY）。所有样本均采用30 Ncm扭矩紧固后，半数经历热机械循环（thermomechanical cycling）模拟一年口腔功能负荷，最终通过数字扭矩仪测量拆卸扭矩值。

关键技术方法包括：1）使用自动聚合丙烯酸树脂包埋种植体模拟颌骨环境；2）通过磷酸酸蚀和可控电压阳极氧化实现表面改性；3）采用咀嚼模拟器进行24万次循环载荷（120N力+5-55°C热循环）；4）三因素方差分析（three-way ANOVA）和Tukey多重比较检验统计处理。

结果

表面处理对扭矩值的影响

未经历热机械循环时，单纯阳极氧化组（B/Y）拆卸扭矩（24.5±1.3 Ncm）显著低于对照组（27.2±1.1 Ncm）（p=0.019）。但经酸蚀预处理后，阳极氧化组（AB/AY）与单纯酸蚀组（A）无显著差异（25.8±1.3 vs 25.9±1.1 Ncm）。表明酸蚀能中和阳极氧化对扭矩的负面影响。

热机械循环的衰减效应

所有组别经历模拟口腔环境后，拆卸扭矩值均显著下降（p<0.001）。其中单纯酸蚀组（A）扭矩衰减最剧（16.8±1.4 Ncm），而酸蚀+阳极氧化组（AB/AY）保持较高稳定性（21.3±2.3 Ncm）。证明阳极氧化对长期机械稳定性具有保护作用。

电压参数的差异化表现

55V阳极氧化组拆卸扭矩值（21.9±1.4 Ncm）虽高于27V组（20.6±2.8 Ncm），但未达统计学显著（p=0.101）。暗示增加氧化层厚度可能改善性能，但需更大电压梯度验证。

交互作用分析

三因素方差分析显示：酸蚀（p<0.001）和热机械循环（p<0.001）独立影响扭矩值，而阳极氧化单独作用不显著（p=0.453）。但酸蚀与阳极氧化的交互效应显著（p<0.05），证实二者协同调控表面性能。

研究结论表明，阳极氧化处理本身虽不直接提升扭矩性能，但通过酸蚀预处理可显著增强其对抗功能性负荷的能力。55V高电压处理虽未产生统计显著优势，但呈现出改善趋势。该发现为种植体基台螺丝的表面处理工艺提供了优化方向：临床中采用酸蚀预处理结合高电压阳极氧化，可能成为降低螺丝松动风险的有效策略。

这项研究的深层意义在于，首次系统揭示了表面处理工艺序列（酸蚀→阳极氧化）对机械性能的调控机制。不同于传统认知中单纯追求氧化层增厚，研究强调表面清洁度与氧化质量的协同效应——酸蚀去除有机物污染和松散氧化层，为构建均质致密的新氧化层奠定基础。这种工艺组合不仅有望提升种植修复的长期成功率，更为钛植入体表面改性研究提供了新范式。未来研究可进一步探索更高电压参数、不同电解质配方以及唾液润滑环境下的性能表现，推动实验室成果向临床转化。