《physica status solidi (a)– applications and materials science》：Quantification of the Titanium Dissolution of Dental Implants During a New Explantation Technique
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钛（Ti,Titanium）因其优异的机械强度、耐腐蚀性和生物相容性而成为牙科种植体最广泛使用的材料之一。本研究旨在探究Ti牙科螺纹种植体在一种新型取骨术中应用高频电流时的电化学行为。该方法使用电外科设备（电刀,electrotome）对种植体进行加热，从而逆
钛（Ti,Titanium）因其优异的机械强度、耐腐蚀性和生物相容性而成为牙科种植体最广泛使用的材料之一。本研究旨在探究Ti牙科螺纹种植体在一种新型取骨术中应用高频电流时的电化学行为。该方法使用电外科设备（电刀,electrotome）对种植体进行加热，从而逆转骨整合（osseointegration）过程。研究结果表明，尽管种植体表面发生了粗化，但通过电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES,Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy）测定证实，钛释放量仍远低于临床关注水平。电化学阻抗数据和白光干涉测量结果支持上述结论。循环伏安法（CV,Cyclic Voltammetry）证明了表面积的变化。此外，阳极氧化过程中观察到的电流峰表明，氧化物形成期间存在更为复杂的相互作用。重要的是，低水平的钛释放表明，电刀处理在该治疗过程中不会对患者健康构成显著风险。
本研究发表于《physica status solidi (a)– applications and materials science》，聚焦于牙科种植体取骨术这一临床需求背景下新型电刀技术的应用安全性问题。
**一、研究背景与问题导向**
钛金属凭借其表面稳定致密的氧化膜成为现代牙科种植学的金标准材料。该氧化膜赋予钛极高的耐腐蚀性，同时在生物介质中具有良好的介电特性，使蛋白质能够附着而不失活，进而介导骨整合过程——成骨细胞在TiO
2表面生长并形成新骨，最终实现种植体与周围骨组织的直接结合。然而，这种牢固的骨-金属结合在特定临床场景下也成为取骨术的障碍：当种植体因生物学感染或机械失败需移除时，传统取除方法可能施加高达250 N·cm的扭矩，该力不仅传输至下颌关节造成机械损伤，还常伴随周围骨实质的大量移除、较长的愈合周期及继发性骨缺损。
此前研究探索了一种基于高频电流的新型取骨技术：通过电刀将高频电流直接施加于种植体，利用金属良好的热导性快速散热，同时借助骨组织较低的热导率将能量约束在骨-种植体界面；当温度达到48°C并维持约1分钟后，羟基磷灰石降解导致骨整合减弱，7-10天后取骨所需扭矩降至直接取骨的约10%，操作时间缩短至5-10分钟。尽管该技术展现出减轻患者痛苦、降低并发症风险的潜力，但其对种植体表面状态及钛溶出的影响尚不明确。本研究即针对此问题，系统评估电刀处理过程中钛种植体的电化学变化及钛释放水平。
**二、主要技术方法**
研究人员采用如下关键技术手段：特制电化学实验装置模拟体内暴露环境；电化学阻抗谱（EIS,Electrochemical Impedance Spectroscopy）对比处理前后氧化层特性；电刀模拟取骨术处理（KLS Martin MD62，CUT模式7档，1000 kHz、1000 V、35 W，处理60秒）；ICP-OES定量分析处理液中钛溶出量；循环伏安法表征表面变化；白光干涉测量法评估表面形貌参数。样本为SIC invent AG公司提供的SICace? 3.4×11.5 mm牙科螺纹种植体，封装于聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA,Poly(methyl methacrylate)）圆盘以保持一致的暴露面积。
**三、研究结果**
**3.1 ICP-OES分析**：处理液中钛浓度为4.968-5.452 μg/L，绝对钛释放量为49.68-54.52 ng，单位面积归一化释放量为292.23-320.70 ng/cm2。该水平处于饮用水钛浓度范围下限，远低于WHO报告的无害剂量（1000 mg/kg体重/日）及人类常用药物钛暴露估算值（1.71 mg/日）。
**3.2 EIS分析**：处理前后样本均呈现典型致密单层氧化膜特征，未形成双层结构。处理后氧化物层电容显著增加（增幅0.1761-0.6286 mF/cm2），提示氧化层厚度和/或表面积发生变化。钛溶出量与电容变化存在关联趋势，暗示电容增加可能源于表面积增大。
**3.3 循环伏ammetry**：处理样本阳极化总电荷量（47.43-48.38 C/cm2）和电流平台值（218-226 μA/cm2）均高于未处理样本（30.17-34.22 C/cm2；132-170 μA/cm2），证实表面积增加。阳极化过程中出现的电流峰表明表面特征发生改变，可能与纳米级表面结构的延迟阳极化相关。
**3.4 白光干涉测量**：未处理样本、阳极化处理样本、电刀+阳极化处理样本的根均方（RMS）粗糙度分别为32.74 μm、39.38 μm和43.84 μm。偏度和超值峰度在阳极化后均降低，表明表面特征分布更趋均匀，支持CV电流峰的观测结果。
**四、讨论与结论**
本研究表明，电刀辅助取骨术虽导致种植体表面粗化，但钛溶出量远低于临床关注阈值。平均钛释放量为304.20 ng/cm2，电容变化为0.4024 mF/cm2，二者共同支持处理过程中表面积增加的结论。阳极化电流峰现象可能与种植体表面微结构特征导致的延迟阳极化有关，尚需扫描电子显微镜（SEM）进一步验证。
研究结论指出：该电刀取骨术的优势包括缩短整体治疗时间、降低机械冲击、促进愈合并减少骨移除量；实验室条件下钛释放未达医疗实践相关水平；阻抗数据表明表面粗化，与电化学结果一致；电容变化与钛释放的可能关联已初步识别；CV数据支持表面积增加及腐蚀机制；阳极化电流峰现象值得深入研究潜在表面结构影响。未来需开展复杂人工唾液实验及临床在体研究，以更全面评估该技术安全性。
