DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 食管癌为常见恶性肿瘤之一，发病率和死亡率分别占全部肿瘤的第7位和第6位。每年大约新增572，000例，死亡约509，000例 [ 1 ]。食管癌最常见的病理类型是鳞癌(SCC， squamous cell carcinoma)和腺癌(AC， adenocarcinoma)。SCC的主要危险因素为大量饮酒和吸烟，其他风险因素还包括嚼槟榔和食用热的食物。还有可能存在尚未明确的病因 [ 2 ]。超重和反流性食管炎是AC的高危因素 [ 2 ]。随着经济发展和饮食习惯改变SCC发病率在下降，而AC的发病率在上升。食管癌治疗主要方式为手术、化疗、放疗、靶向治疗。两组病理类型预后也存在差异。NCCN指出与AC相比SCC更容易局限于气管分叉处附近，易于早期淋巴结扩散，预后较差。也有报道AC相关死亡率正在上升，并在欧盟的一些地区已经超过SCC [ 3 ]。本文通过SEER (Surveillance， Epidemiology， and End Result Program)数据库对预后因素进行统计分析，比较两种病理类型预后情况。
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user: 2. 材料和方法 通过SEER*Stat软件(surveillance， epidemiology， and end result program institute SEER*Stat software) (ssp://seerstat.imsweb.com:2038)搜索数据库中2010年至2015年病理诊断明确的食管癌患者。 2.1. 入选标准 1) 经病理学证实为鳞癌或腺癌；2) 分期明确；3) 确诊年份为2010~2015年。 2.2. 排除标准 1) 病理诊断不明确及除鳞癌和腺癌的其他病理类型；2) 分期不明确；3) T0期患者；4) 资料不完整患者。 2.3. 基线资料 全部12872例患者中，年龄范围18~102岁，中位年龄67岁，四分位数59~75岁(P 25% ~P 75% )，间距16岁。SCC共4222例占比32.8%，AC共8650例占比67.2%。基线资料见表1。分期采用AJCC第七版分期标准。其他人种包括美国印第安人/土著和亚洲/太平洋岛民。婚姻组中其他状况包括分居、未婚同居和未知情况。 2.4. 统计学分析 应用IBM SPSS statistics25软件和GraphPad Prism 8软件进行统计分析，分类变量应用卡方检验。K-M绘制生存曲线，log-Rank检验分析各组变量差异。对单因素分析具有意义的变量纳入多因素分析。判断分组变量满足PH假定的条件。采用Cox比例风险模型进行多因素分析。P < 0.05为差异有统计学意义。P < 0.01为差异有显著统计学意义。 Table 1 Comparison of clinical characteristics between esophageal SCC and A 分组 SCC (%) AC (%) c 2 值 P值 性别 932.590 <0.001 男性 2680 (63.5%) 7506 (86.8%) 女性 1542 (36.5%) 1144 (13.2%) 年龄 3.595 0.058 中位年龄 67 67 IQR 60~76 59~75 <65 1706 (40.4%) 3647 (42.2%) ≥65 2516 (59.6%) 5003 (57.8%) 人种 1961.278 <0.001 白人 2779 (65.8%) 8200 (94.8%) 黑人 1013 (24.0%) 215 (2.5%) 其他 430 (10.2%) 235 (2.7%) 婚姻 245.978 <0.001 已婚 1954 (46.3%) 5216 (60.3%) 未婚 862 (20.4%) 1185 (13.7%) 丧偶 563 (13.3%) 777 (9.0%) 离婚 524 (12.4%) 911 (10.5%) 未知 319 (7.6%) 561 (6.5%) 分化程度 99.840 <0.001 高分化 223 (5.3%) 530 (61%) 中分化 1786 (42.3%) 3013 (34.8%) 低分化 1421 (33.7%) 3564 (41.2%) 未分化 22 (0.5%) 90 (1.0%) 未知分化 770 (18.2%) 1453 (16.8%) T分期 106.619 <0.001 T1 1312 (31.1%) 2928 (33.8%) T2 543 (12.9%) 1119 (12.9%) T3 1656 (39.2%) 3697 (42.7%) T4 711 (16.8%) 906 (10.5%) 淋巴结转移 40.302 <0.001 N0 1946 (46.1%) 3800 (43.9%) N1 1789 (42.4%) 3549 (41.0%) N2 393 (9.3%) 945 (10.9%) N3 94 (2.2%) 356 (4.1%) 远处转移 91.090 <0.001 M0 3485 (82.5%) 6493 (75.1%) M1 737 (17.5%) 2157 (24.9%) 临床分期 196.353 <0.001 I 829 (19.6%) 2117 (24.5%) II 1159 (27.5%) 1693 (19.6%) III 1497 (35.5%) 2683 (31.0%) IV 737 (17.5%) 2157 (24.9%) 位置 5062.527 <0.001 颈段 324 (7.7%) 20 (2.7%) 胸上段 736 (17.4%) 77 (0.9%) 胸中段 1761 (41.7%) 589 (6.8%) 胸下段 1401 (33.2%) 7946 (92.1%) 手术 572.695 <0.001 否 3414 (80.9%) 5162 (59.7%) 是 808 (19.1%) 3488 (40.3%) 化疗 0.930 0.335 否 1353 (32.1%) 2700 (31.2%) 是 2864 (67.9%) 5942 (68.8%) 放疗 101.722 <0.001 否 1234 (29.2%) 3311 (35.3%) 是 2988 (70.8%) 5339 (61.7%) 表1. 食管鳞癌与腺癌患者临床特征比较
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user: 3. 结果 3.1. 患病趋势和生存分析 从2010到2015年AC的患病趋势不断增加，SCC患病曲线上下波动，但总体趋势为下降。见图1。应用K-M绘制生存曲线。总体2年、3年、5年生存率分别为37.1%，29.4%，21.6%。中位生存时间15个月。SCC组和AC组2年总生存率分别为32.9%和40.4%，3年总生存率分别为26.6%和31.7%，5年总生存率分别为18.9%和23.6%，(P < 0.001)。中位生存时间分别为12个月和17个月。见图2。 3.2. 单因素分析 单因素分析显示，性别、年龄、人种、婚姻、分化程度、分期及治疗方式均对预后存在影响。男性、高龄、黑人、分化差、分期晚是SCC预后差的因素。AC组中年龄和人种对预后无明显差异。两组中已婚预后均好于其他婚姻状况。在两组中肿瘤位置对预后无差异。AC组放疗和化疗对预后无影响，而SCC中差异明显。见表2。 图1. SCC和AC患病趋势图 图2. SCC和AC患者生存曲线 Table 2 Univariate analysi 分组 SCC AC n 5年生存率% c 2 值 P值 n 5年生存率% c 2 值 P值 性别 57.220 <0.001 0.421 0.516 男性 2680 15.3% 7506 23.6% 女性 1542 25.2% 1144 23.9% 年龄 4.497 0.026 77.982 <0.001 <65 1706 21.3% 3647 27.2% ≥65 2516 17.4% 5003 20.9% 人种 41.985 <0.001 4.302 0.116 白人 2779 20.2% 8200 23.7% 黑人 1013 14.1% 215 17.8% 其他 430 21.0% 235 27.2% 婚姻 38.370 <0.001 149.771 <0.001 已婚 1954 22.1% 5216 25.6% 未婚 862 17.6% 1185 21.9% 丧偶 563 14.7% 777 14.1% 离婚 524 16.8% 911 20.6% 未知 319 13.0% 561 26.6% 分化程度 38.370 <0.001 149.771 <0.001 高分化 223 32.6% 530 42.0% 中分化 1786 20.0% 3013 27.1% 低分化 1421 16.0% 3564 16.1% 未分化 22 - 90 - 未知分化 770 17.1% 1453 27.8% T分期 303.676 <0.001 434.193 <0.001 T1 1312 18.1% 2928 32.9% T2 543 25.9% 1119 28.2% T3 1656 23.0% 3697 18.4% T4 711 5.7% 906 8.1% 淋巴结转移 30.620 <0.001 352.885 <0.001 N0 1946 21.7% 3800 33.5% N1 1789 17.2% 3549 16.9% N2 393 15.4% 945 14.8% N3 94 - 356 7.4% 远处转移 451.407 <0.001 1772.220 <0.001 M0 3485 22.2% 6493 30.2% M1 737 3.3% 2157 3.7% 分期 492.224 <0.001 1994.606 <0.001 I 829 23.4% 2117 46.0% II 1159 26.5% 1693 26.8% III 1497 18.4% 2683 19.7% IV 737 - 2157 3.7% 位置 0.331 0.954 2.445 0.485 颈段 324 17.2% 20 - 胸上段 736 17.2% 77 21.9% 胸中段 1761 17.8% 589 24.2% 胸下段 1401 21.3% 7964 23.5% 手术 373.582 <0.001 2472.018 <0.001 否 3414 13.5% 5162 7.5% 是 808 41.5% 3488 47.0% 化疗 425.608 <0.001 1.260 0.262 否 1358 11.1% 2708 30.7% 是 2864 22.6% 5942 20.3% 放疗 296.248 <0.001 0.438 0.508 否 1234 12.0% 3311 28.6% 是 2988 21.7% 5339 20.3% 表2. 单因素分析 3.3. 多因素分析 单因素分析具有统计学意义的变量纳入多因素分析。分类变量均满足PH假定条件。Cox回归分析显示性别、人种、婚姻、分化程度、分期及治疗方式为影响SCC的预后因素。而性别、年龄、婚姻、分化程度、分期及治疗方式为影响AC的预后因素。N分期在两组中均对预后无影响。见表3，图3、图4。 Table 3 Multivariate Cox proportional risk model analysi 项目 SCC AC HR 95% CI P值 HR 95% CI P值 性别 1.241 1.150~1.338 <0.001 1.102 1.020~1.190 0.014 年龄 1.021 0.947~1.100 0.589 0.870 0.824~0.918 <0.001 人种 0.928 0.861~1.000 0.048 1.050 0.935~1.179 0.406 白种人 黑人 + 其他 婚姻 0.882 0.820~0.948 0.001 0.867 0.822~0.914 <0.001 已婚 其他 分化程度 0.901 0.873~0.971 0.006 0.817 0.774~0.861 <0.001 高中分化 低未 + 未知分化 T分期 0.912 0.833~1.000 0.049 0.883 0.826~0.945 <0.001 T1-2 T3-4 N分期 1.017 0.924~1.118 0.732 0.926 0.859~0.998 0.44 N0 N1-3 M分期 0.680 0.611~0.756 <0.001 0.605 0.562~0.652 <0.001 分期 0.702 0.620~0.794 <0.001 0.677 0.614~0.746 <0.001 I-II III-IV 手术 3.158 2.819~3.537 <0.001 3.256 3.046~3.481 <0.001 化疗 2.182 1.996~2.385 <0.001 1.903 1.775~2.040 <0.001 放疗 1.624 1.481~1.781 <0.001 0.887 0.832~0.945 <0.001 表3. 多因素Cox比例风险模型分析 图3. 鳞状细胞癌风险比 图4. 腺癌风险比
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user: 4. 讨论 食管鳞状细胞癌和腺癌两者在流行病学、病因、病理和临床特征存在明显差异。在全世界范围内SCC更常见，约占食管癌的70% [ 4 ]。在一些高危地区SCC比例可达到90% [ 5 ]。而在美国则为AC更多见 [ 6 ]。在美国AC的比例在不断增加，从70年代到2000年，AC比例增加了几乎一倍 [ 7 ]。本研究数据来源于美国SEER数据库，AC比例明显高于SCC，大约为后者的两倍。AC发病趋势不断增加，而SCC则下降，从趋势图也可以明显看出。在过去20年里SCC每年下降约4% [ 8 ]。SCC比例下降主要有两个原因，一方面是AC增加，另一方面是吸烟和酗酒比例的下降 [ 9 ]。从病因角度，慢性反流性食管炎与AC明显相关。特别是远端食管在慢性酸环境下的暴露是导致这种恶性转化的病理生理学的重要方面 [ 10 ]。而AC的发生与幽门螺旋感染呈负相关 [ 11 ]。本研究中AC多发生在胸下段，占比92.1%。而SCC组胸下段占33.2%。SCC主要位于气管分叉处，占比为65% [ 12 ]。本研究也显示胸中段SCC占比最高。 食管癌发病率明显存在性别差异。男性为主要发病人群。性别比例保持相对稳定，男性发病率通常比女性高3至6倍。然而，有趣的是，美国数据中性别比例要高的多，大约为7至9倍 [ 13 ]。不管是SCC和AC，男性发病率均高于女性，SCC男女比例为3:1，AC男女比例为6:1。在不同的地区存在不同差异 [ 5 ]。本研究所包括人群中女性占20.87%，SCC男女之为1.74:1，而AC的男女比例为6.58:1。 手术治疗是局限期食管癌的首选方法。对于T1aAC可以采用内镜下治疗，具有良好的耐受性。局部进展期单纯手术往往难以完全切除。有II期临床试验对局部进展期SCC应用多西他赛联合顺铂新辅助化疗明显提高可切除率 [ 14 ]。新辅助放化疗可提高总生存率 [ 15 ]。Joel Shapiro等报道术前放化疗与单纯手术相比中位生存时间48.6月vs 24.0月(P = 0.003) [ 15 ]。术前放化疗可提高总生存率，但也会增加手术后的死亡率 [ 16 ]。也有报道放化疗加手术与根治性放化疗疗效相似 [ 17 ]。手术提高了局部控制率，未能提高总生存率。治疗相关死亡率手术组与根治性放化疗组相比明显增加(12.8% vs 3.5%， P = 0.03) [ 18 ]。晚期食管癌以姑息治疗为主，对于进食困难者可以应用内照射以获得较长时间缓解，相比支架并发症更少 [ 19 ]。对于体能状况较好的AC可以选择化疗，而SCC化疗推荐较少。本研究中AC手术和化疗均预后获益。而AC中做放疗患者预后差，可能是因为在AC组中肿瘤多位于胸下段，且做放疗的患者中III期和IV期比例较大，这部分患者总体预后本来就是较差的。 食管癌总体预后较差，尽管治疗技术不断提高，总体5年生存率在10%以下。手术后5年生存率在10%~40% [ 20 ]。也有报道总体5年生存率为15%~25% [ 21 ]。可能是因为早期多无明显症状，诊断时多为中晚期，使得总体生存率不高。尽管认为组织学是独立预后因素，但文献报道相关预后存在不一致。文献中SCC与AC相比预后较好、类似或更差的情况都有。Lerut T报道257例食管癌生存分析，认为组织学类型之间预后无差异 [ 22 ]。也有报道在不同分期中SCC预后均好于AC (P < 0.05) [ 23 ]。J. Ruediger Siewert等报道对于切除后的5年存活率AC和SCC分别为42.3%和33.0% (P < 0.01)，R0切除术后5年存活率为46.8% vs 37.4% (P < 0.01) [ 24 ]。Holscher AH等报道对于I期5年存活率AC和SCC分别为82.5%和59.2% (P < 0.03) [ 25 ]。J. Rüdiger Siewert等对1285例食管癌进行统计分析，AC预后明显好于SCC (P < 0.01)，Barett’s相关食管癌10年生存率超过40% [ 12 ]。近期文献倾向于AC预后好 [ 12 ]。从90年代以后AC的生存时间迅速上升，而SCC维持不变 [ 8 ]。本研究中可见AC组2年、3年和5年总生存率明显好于SCC，有统计学差异。 本研究采用的美国SEER数据库，AC占比较多，其中的SCC并不能代表高发地区的患病情况，据此对高发地区SCC进行判断生存预后可能存在偏差。食管癌是恶性程度高的一种类型，尽管治疗技术不断提高，但总体5年生存率仍较低。因此应通过早发现、早治疗和选择合适的治疗方式来提高总生存率。
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user: 摘 要 子宫内膜异位症(Endometriosis)是育龄期妇女的常见病。EMs引起盆腔痛和不孕，严重影响女性的健康和生活质量，甚至被称为“良性癌”，其病变广泛，形态多样，极具侵袭和复发性，是难治之症。本文主要阐述EMs手术治疗联合传统药物治疗的新进展以及未来新型药物发展的方向。 关键词 :子宫内膜异位症，反向添加疗法，糖皮质激素，米非司酮，药物治疗 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 子宫内膜异位症是中青年妇女的多发病，其发病机制复杂，主要是内分泌紊乱所致。目前子宫内膜异位症的临床治疗主要包括手术治疗和药物治疗。手术主要是以腹腔镜手术为主，尽管手术有创伤小、恢复快、术后疼痛减轻等优点，但手术也有一定的局限性，仅能切除肉眼可见的病灶，而无法彻底清除不典型病灶与微小病灶，同时也无法有效对微小病灶导致的不孕现象进行排除，因而无法获得彻底的治疗效果 [ 1 ]。临床研究发现，手术若不配合药物治疗，则容易出现病灶残留、疾病复发、病灶转移等不良结局 [ 2 ] ，患者术后2年复发率可高达30.4%，术后5年可达50.0% [ 3 ] [ 4 ]。因此术后药物治疗至关重要，本文主要阐述子宫内膜异位症术后联合药物治疗的新进展。
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user: 2. 传统药物治疗进展 2.1. 反向添加疗法联合GnRH-a类药物治疗 醋酸亮丙瑞林是一种与机体内受体具有较高亲和力的促黄体生成激素释放激素类似物(LHRH-a)，可通过抑制EM患者病灶切除后卵巢性激素的合成分泌，促使EM病灶退化萎缩；同时还可提高Th细胞有丝分裂活性，增强机体免疫力，且对肝肾功能影响小 [ 5 ]；但醋酸亮丙瑞林长期使用容易引发痛经、盆腔疼痛、低雌激素症状、记忆力下降、骨量丢失等。故临床提出“反向添加疗法”，即添加小剂量雌激素，以维持机体雌激素水平，可以降低醋酸亮丙瑞林治疗所致的不良反应。有实验调查显示这种反向治疗方法还有助于调节机体内T辅助性淋巴细胞(Th)比例失衡 [ 6 ] ，而越来越多的研究也发现Th1/Th2的失衡是促进EM原位病灶增殖及远处转移的重要原因 [ 7 ]。因此反向添加疗法联合皮下注射醋酸亮丙瑞林应用于EM病灶切除术后，不仅可以有效纠正患者激素和骨量减少，提高其卵巢储备功能，而且可以纠正Th1/Th2漂移现象，预防疾病复发 [ 6 ]。 2.2. 糖皮质激素联合GnRH-a类药物治疗 目前，临床采用常规术中用1000 ml的0.9%氯化钠溶液不断冲洗患者盆腔的腹腔镜电凝烧灼术治疗子宫内膜异位症，但复发率较高，临床效果不理想。研究显示，在腹腔镜手术中联合使用地塞米松及曲普瑞林，治疗效果较为显著 [ 8 ]。曲普瑞林是一种人工合成的促性腺激素释放激素(GnRH)十肽同类物，活性比天然的GnRH强，能有效地抑制促性激素的分泌，进而使手术未消除完的异位病灶迅速、完全的萎缩退化，最终提高临床疗效，降低术后复发率 [ 9 ]。子宫内膜异位症患者疼痛的一部分原因是由炎症因子水平较高，导致粘连引起的。地塞米松能够抑制患者血液中的炎症细胞(巨噬细胞和白细胞)在炎症部集聚，同时通过抑制吞噬作用、溶酶体酶的释放以及炎症化学中介物的合成和释放，从而减轻和防止组织对机体的炎症反应 [ 10 ]。有临床实验将子宫内膜异位症手术的患者术中先使用0.9%氯化钠溶液500 ml + 地塞米松20 mg反复冲洗盆腔，再使用0.9%氯化钠溶液 + 曲普瑞林3.75 mg反复灌洗盆腔，直到灌洗液清澈透明。结果显示常规腹腔镜手术联合使用地塞米松及曲普瑞林能有效降低患者的炎症因子水平，改善性激素水平，减少术后复发，提高临床疗效 [ 11 ] ，值得临床运用及推广。 除此以外，糖皮质激素对子宫内膜异位症导致的不孕患者治疗也有效。有关研究 [ 12 ] [ 13 ] 显示，轻度子宫内膜异位症导致的不孕患者可能还存在免疫抗体阳性的情况，且其不孕的发生与此类抗体的表达有密切关系，因此在本类不孕患者治疗过程中，相关调控也是重点干预方面。临床研究结果显示 [ 14 ] ，实验组与对照组比，激素联合治疗轻度子宫内膜异位症不孕患者的临床疗效好于单用激素或GnRH-a，其差异具有统计学意义(均P < 0.05)；治疗后的免疫抗体指标阳性率显著低于单用激素或GnRH-a，其差异具有统计学意义(均P < 0.05)。这说明激素的加用有助于患者疾病状态的改善；同时，对于免疫抗体的调节有着较好的作用，也为妊娠率的提升奠定了基础。 2.3. 术后米非司酮应用新进展 米非司酮能够通过对孕激素受体的拮抗实现对子宫内膜腺体细胞的凋亡作用，抑制子宫内膜细胞的增殖和分化过程，进而促进卵巢或者输卵管等异位症病灶组织内的新生血管的闭合和萎缩。米非司酮还能够在减轻腺体细胞的浸润能力方面发挥作用，降低异位症病灶组织内腺体细胞的粘附和浸润能力。有研究表示 [ 15 ] ，在缓解子宫内膜异位症所致的疼痛以及调节月经周期方面，米非司酮优于孕三烯酮。也有研究发现 [ 16 ] ，米非司酮对于卵巢子宫内膜异位症患者的治疗总体有效率可平均增加8%以上，同时在连续使用米非司酮口服治疗6个月的患者中，其疼痛评分可平均下降25%以上。 除了对米非司酮作用的研究有所进展，在剂量的使用上也有新发现。有研究对比了不同剂量的米非司酮在保守性子宫内膜异位症术后的治疗效果，在手术结束后5天内开始应用米非司酮治疗，其中对照组患者5 mg/天，观察组患者10 mg/天，共治疗6个月。治疗结束后定期到院随访1年。结果显示应用10 mg米非司酮可提高腹腔镜保守治疗后子宫内膜异位症患者的治疗效果，提高其生存质量 [ 17 ]。
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user: 3. 新型药物治疗进展 新型的治疗药物有芳香化酶抑制剂、促性腺激素释放激素拮抗剂、抗氧化剂、免疫调节剂、抗血管生成药物等。但仅仅以上这些药物是远远不够的，仍然还需要对子宫内膜异位症进行更深层次的研究，以便发现新的潜在的治疗靶点，从而实现子宫内膜异位症患者的精准治疗和个体化治疗 [ 18 ]。 在神经内分泌学、神经发生学和基因组学中的近期发现将会在很大程度上改变当下子宫内膜异位症的治疗方法 [ 19 ] - [ 24 ]。首先亲吻素/神经激肽B/强啡肽(KNDy)假说的建立 [ 19 ] ，表明弓状核中的KNDy神经元相互作用可以控制GnRH的释放和脉动 [ 20 ]。因此子宫内膜异位症的发病机制可能涉及到神经内分泌学 [ 20 ] ，可以通过研制新的药物来调控上述的神经肽从而达到治疗子宫内膜异位症的目的。 其次，子宫内膜异位症作为慢性盆腔痛(chronic pelvic pain， CCP)的主要因素，可以导致女性周期性腹痛。最近研究表明，无论是否患有子宫内膜异位症，中央疼痛系统的变化都在慢性疼痛的发展中扮演重要的角色 [ 21 ]。因此，当谈到CCP时应该考虑是否存在中枢神经系统的变化。对于存在中枢敏感化的子宫内膜异位症患者，应当提供其他的治疗策略，例如：神经调节剂或者肌筋膜触发点注射。同时子宫内膜异位症也与局部神经形成有一定的关系，当局部神经形成合并中枢敏感化时将会进一步放大疼痛信号，发现在后穹隆或子宫骶部存在子宫内膜异位病灶的患者中，伴有深部性交痛的女性局部神经束密度会显著升 [ 23 ]。因此可以通过研究子宫内膜异位症局部神经形成来寻找潜在的治疗靶向。 此外，针对子宫内膜异位症的基因靶点治疗有着广泛的前景。基因组的相关研究已经证实了几个可重复的基因座与子宫内膜异位症相关，尤其是重度子宫内膜异位症 [ 24 ]。因此还需要继续研究这些基因座以及与其毗邻的相关基因，及涉及其的相关信号通路，进一步探索子宫内膜异位症基因方面的相关治疗。
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user: 4. 小结 虽然目前手术治疗的方式有很多种，但是由于子宫内膜异位症高度变化的表型，术后联合药物治疗也至关重要。传统药物联合治疗可以查漏补缺，扬长避短。新型药物虽然还在试验阶段，有待进一步临床运用，但这已经给EMs的治疗注入了新鲜的血液。无论哪种治疗方式，都需要重视精准治疗和个体化治疗在子宫内膜异位症中的应用。随着我们对EMs基础知识的加深，相信在不远的将来，我们可以针对患者的具体实际情况，开发出靶向针对EMs的安全有效的个体化治疗。
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user: 摘 要 目的：探讨20例颏部块状骨移植术后供骨区和受骨区CBCT测量情况，以期为临床手术提供参考。方法：2016年5月~2018年5月间完成的前牙区牙槽骨骨量严重不足、颏部块状骨移植后二期种植病例20例，CBCT测量供骨区的愈合骨量、愈合率以及受骨区骨块的成骨量和吸收率。结果：移植骨块平均愈合期6.5个月(6~8个月)，CBCT测量显示受骨区植骨后水平方向骨量增加明显，平均增加量3.73 ± 0.88 mm；移植骨块的吸收率为18.98%，平均吸收0.90 ± 0.40 mm；供骨区恢复良好，供骨区愈合骨量为2.99 ± 0.41 mm，愈合率达到67.76% ± 6.96%。块状骨移植后皆满足种植要求，最终20例患者全部完成了种植及种植后的上部修复，种植成功率达100%，修复后平均随访时间为13.5个月(6~39个月)，随访期内骨结合良好，未发生明显骨吸收，未见不良反应。结论：颏部块状骨移植可以显著改善前牙区种植水平骨量不足，创伤小，术后愈后良好，是合理的取骨植骨方案，同时可以最大程度上减少移植骨块的吸收。 关键词 :颏部取骨，块状骨移植，牙种植，前牙区，骨量不足，CBCT Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 种植修复是目前恢复天然牙缺失最理想的方法之一，但是由于外伤、炎症、不良修复体、口唇运动等原因常导致的牙缺失常常会发生颊侧骨板的严重吸收，从而给种植手术及种植后修复带来困难。如何获得前牙区充足的骨量一直是近年来种植研究的难点和热点。对于严重的水平向及垂直向骨缺损，单纯的植入人工骨材料成骨能力低，难以获得理想的植骨效果 [ 1 ]。块状自体骨因具备良好生物相容性及成骨能力、较强的机械性能，在垂直向骨缺损及骨弓形态平坦的水平向骨缺损的骨增量手术中发挥着无法取代的作用 [ 2 ]。目前常用的取骨区域包括外斜线取骨、颏部取骨、磨牙后区取骨等处，其中颏部区是目前公认的最常用的口内自体骨供骨区之一，因颏部的骨块骨质构成合理，经实验证明膜内成骨骨组织中含有大量骨形成蛋白和生长因子，具有很强的引导和诱导能力，能与颌面部骨组织形成良好的骨愈合 [ 3 ]，同时颏部取骨手术入路简单，创伤较小，能预估颏部植骨后骨吸收变化量，指导临床种植手术，本课题进行了供骨区与受骨区多方位的CBCT测量，以期为临床手术提供参考。
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user: 2. 资料和方法 2.1. 一般资料 课题组收集了2016年05月至2018年05月在山东大学口腔医院种植科接受并完成前牙区颏部块状骨移植种植修复病例20例。其中女性8例，男性12例；年龄19~50岁，平均27.7岁。单颗牙缺失12例，多颗牙缺失8例，上颌前牙区9例，下颌前牙区11例，共植入植体28枚。纳入标准：前牙缺失大于3个月，排除全身系统性疾病、牙周病和邻牙疾患，患者符合种植手术及颏部取骨的适应症。术前拍摄CBCT，牙槽骨有严重水平骨吸收、单纯植骨或者GBR难以使种植体获得初期稳定性的病例，按照临床和影像学检查确定诊疗方案，同时与患者沟通接受手术方案。 2.2. 治疗方法 设备与材料：德国 INTRAsurg 300 plu种植机，固位钛钉长度为8 mm，瑞士Straumann种植体；Bio-Oss骨粉；海奥生物膜；西诺德牙科CBCT。 手术过程：受骨区浸润麻醉，切开、翻瓣，测量缺牙区骨缺损的骨形态及范围确定取骨量；颏部供骨区浸润麻醉，切开、翻瓣，暴露供骨区，根据受区所需骨量确定取骨的范围和形态。供骨区上缘应至少在下颌前牙根尖下方5 mm，下缘位于下颌骨下缘5 mm以上，两侧距离颏孔5 mm以上，避开正中联合，防止损伤颏神经和颏部外形改变。超声骨刀(或球钻)切开皮质骨层到达松质骨，用骨凿取出骨块。术中需保证舌侧皮质骨的完整性，明胶海绵填充缺口止血。修整植骨块及受骨区，使两者尽可能平整紧密贴合，用钛螺钉(1~2枚)固定，将修整植骨块所余的骨屑剪碎并混合Bio-Oss骨粉填充植骨块周边间隙，覆盖可吸收生物膜，严密缝合创口。术后供骨区局部注射地塞米松减轻水肿，四头带压迫并口唇制动48 h，常规静脉滴注抗生素3~5天，种植术后常规医嘱，术后时间1周、1月、3月、6月进行复诊，不适随诊。 2.3. CBCT测量指标 供骨区CBCT测量：选取术后即可与6 M时的图像进行测量，确保术后即可与术后6 M所测量的平面为同一平面。在冠状面上，以过矩形中心点的长 × 宽计算取骨后即可的阴影面积S1，以及同样方法计算术后6 M阴影面积S2，以S = S1 − S2表示骨量的增加量。S/S1表示增加率。模式图如下(图1、图2)。 图1. 术后即可模式图 在矢状面上，选取凹陷底部垂直向上最高点A、最低点C及二者的中点B为测量点。相应的凹陷缺口处同样的三点为A1，C1，B1。分别测量六个点到颏舌侧的距离a，b，c，a1，b1，c1 (图3，图4)。 图2. 术后6 M模式图 图3. 术后即可模式图 图4. 术后6 M模式图 按照上述方法在愈合后新形成骨的表面相应的选择最高点A2，最低点C2，二者中点B2，分别测量到颏舌侧距离记录为a2，b2，c2。愈合厚度度作为记录供骨区骨愈合的标准，计算平均愈合高度h = ( a 2 + b 2 + c 2 − a − b − c ) ；记录A，B，C三点的愈合率为 p 1 = ( a 2 − a ) / ( a 1 − a ) ， p 2 = ( b 2 − b ) / ( b 1 − b ) ， p 3 = ( c 2 − c ) / ( c 1 − c ) 。三者的平均数记录为平均愈合率 p = ( p 1 + p 2 + p 3 ) / 3 。若平均愈合高度h > 0，表示术后有骨增长和骨改建，同时临床上患者无明显术后并发症和面型上的改变，认为是愈合良好。平均愈合率为100%，表示完全愈合。 受骨区CBCT测量：以固位钛钉作为确定平面和具体位置前后一致的标准(图5)。在矢状面上，术后即可，选择牙槽骨唇侧选择钛钉中点Y，以及Y上下2 mm处X、Z共三个测量点。XY，Z到舌侧的平均距离为患者原有牙槽骨厚度m1、m2、m3 (mm)，记录平均牙槽骨厚度m (mm) = (m1 + m2 + m3)/3。按照同样的标记方法，移植骨块对应表面记录为点Y1、X1、Z1，到舌侧的距离分别为n1，n2，n3。平均数为移植骨块后为即时骨厚度n (mm) = (n1 + n2 + n3)/3。那么移植后骨增加量为n − m。记录术后0 h牙槽骨最高点H1测量H1到钛钉的垂直距离记录为h1。 图5. 术后即可受区模式图 骨块移植后6 M，按同一个测量平面和相同的方法在骨表面记录三点X2，Y2，Z2。X2，Y2，Z2到舌侧的距离为现有牙槽骨量l1，l2，l3。则平均数平均现有牙槽骨厚度为l = (l1 + l2 + l3)/3，那么6 M后增加的骨量可表示为为(l − m)。此时标记牙槽骨最高点H2，测量H2到钛钉的垂直距离记录为h2，此为观察术后6个月牙槽骨高度(图6)。 图6. 术后6 M受区模式图 2.4. 统计学处理方法 采用SPSS 19.0软件进行统计分析，取骨区与受骨区骨量的增加的比较比较采用 X ¯ 比较，以P < 0.05为差异有统计学意义。
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user: 3. 结果 3.1. 外科并发症 1例患者出现黏膜愈合不良同时骨块有暴露，局部冲洗，1周后创口裂开者表面重新黏膜覆盖；最终20例患者供骨区伤口均一期愈合，无下唇麻木、牙髓坏、病理性骨折、塌陷畸形、颏部偏斜等并发症发生；6月后所有病例均完成种植体植入。 3.2. 受植区骨量增加 在矢状面上：6个月后牙槽骨与移植骨块之间缝隙消失，骨结合良好。受骨区移植骨块水平向平均骨增加3.73 ± 0.88 mm，吸收率19.98% ± 7.53%，平均吸0.90 ± 0.40 mm。垂直向吸收0.52 ± 0.16 mm (表1，表2)。 Table 1 Bone mass thickness of bone receiving area (mm 组别 病例数(n) 骨量(mm) 骨吸收率 受骨区植骨前 20 3.74 ± 0.75 受骨区植骨后0 h 20 8.18 ± 0.89 * 受骨区植骨后6个月 20 7.28 ± 0.73 * 19.98% ± 7.53% 表1. 受骨区骨量厚度(mm) * P < 0.05. Table 2 Bone height of graft area (mm 组别 病例数(n) 高度(mm) 术后0 h 20 4.41 ± 0.52 术后6个月 20 3.90 ± 0.50 * 表2. 受植区骨高度(mm) * P < 0.05. 3.3. 取骨区骨量增加 在冠状面上：6个月后阴影面积明显减小，数据显示二者之间存在显著统计学差异，表明取出骨块后，骨缺损的愈合情况良好。愈合率达到87.95% ± 2.24% (表3)。 Table 3 Healing area of bone are 组别 病例数(n) 面积(mm) 愈合率 S1 20 100.20 ± 8.18 * S2 20 12.04 ± 2.28 87.95% ± 2.24% 表3. 取骨区愈合面积 * P < 0.05. 在矢状面上：原有的方块状凹陷消失变为扁平浅凹，骨密质与骨松质分布更为合理，愈合率达到67.76% ± 6.96%。愈合量为2.99 ± 0.41 mm (表4)。 Table 4 The depth of bone sag (mm 组别 病例数(n) 凹陷深度(mm) 术后0 h 20 4.40 ± 0.21* 术后6个月 20 1.41 ± 0.30 表4. 取骨区凹陷深度(mm) * P < 0.05.
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user: 4. 典型病例 患者男性，19岁，31，41先天性缺失，曾做可摘义齿修复，缺牙区牙槽骨高度略有降低，唇侧骨吸收明显，根尖1/3处有典型性骨凹陷(图7)。CBCT显示牙槽嵴高度尚能满足种植需求，骨厚度严重不足，最薄处仅约2.93 mm (图8)。根据患者基本情况及缺损状态，符合颏部块状骨移植的适应症，且患者接受自体骨移植手术。于下颌颏部取骨，修整后植入缺骨区，钛钉固位(图9，图10)，Bio-Oss骨粉填充骨结合间隙及骨块表面(图11)，覆盖可吸收生物膜(图12)，术后即可拍摄CBCT (图13~15)。术后6月拍摄CBCT测量骨量(图16，图17)，骨增量理想进行种植体植入(图18，图19)，3月后完成修复(图20~22)。 图7. 31，41牙缺失 图8. CBCT示：牙槽嵴刃状 图9. 供骨区 图10. 钛钉固位骨块 图11. Bio-oss骨粉填充 图12. 覆盖可吸收生物膜 图13. 取骨区(冠状面) 图14. 取骨区(矢状面) 图15. 受骨区(骨厚度) 图16. 术后6月取骨区愈合情况(冠状面) 图17. 取骨区图像(矢状面) 图18. 种植术后即可 图19. 种植后即可(矢状面) 图20. 安放愈合基台 图21. 修复完成 图22. X示种植体
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user: 5. 讨论 5.1. 前牙区骨量不足的原因与对策 牙槽骨在三维方向上骨量充足是种植体植入理想位置的前提，牙槽骨量不足会影响口腔种植治疗长期临床效果 [ 4 ]。Woo等 [ 5 ] 对677例单颗牙种植病例进行了回顾性分析，发现其中35.7%的患者在种植的同时或种植前应用了不同的骨增量技术以改善骨量。牙槽骨三维方向上出现骨吸收原因主要有 [ 6 ] ：外伤所导致的牙槽骨缺损；牙槽骨缺乏生理性刺激而吸收，研究表明牙齿拔除后6个月内牙槽嵴颊舌向约3~4 mm的生理性的骨量丧失 [ 7 ] ；不正当的修复治疗，牙槽骨承受负载较大，使牙槽骨吸收过快；牙槽骨的增龄性变化。牙槽骨重建的方式有很多，相比于各类合成骨代用品，自体骨由于同时具备成骨能力、骨诱导及骨引导能力，而被认为是牙槽骨重建材料 的“金标准” [ 8 ]。对于Terheyden骨缺损分类中的小于4 mm厚的2/4类骨及美学区3/4类骨，自体骨移植是牙槽骨重建的优选方案 [ 9 ]。目前前牙区牙槽骨重建的骨增量方式主要有骨挤压、骨劈开，自体骨移植及引导骨再生(guided bone regeneration， GBR) [ 10 ]，轻微的牙槽骨水平骨量不足可以通过骨劈开同期行GBR完成骨增量，当骨密度不够可以通过骨挤压完成骨增量 [ 11 ]。而对于牙槽骨三维骨量严重不足者，单纯GBR技术很难获得理想的骨量，且随着需引导骨材料的增加，软组织裂开、屏障膜暴露、移植骨材料感染等并发症也会相应增加。对于牙槽骨严重萎缩，剩余牙槽骨尤其是颊舌向上无法保证种植体植入时获得良好的初期稳定性的病例，自体骨块移植可以很好实现牙槽骨重建 [ 12 ] [ 13 ]。本研究中，我们利用块状自体骨块移植同期行GBR技术，不仅能增加牙槽骨厚度还能增高再生骨的高度，保持良好的再生骨钙化，使种植体之间的骨整合更加完整，更符合种植的临床要求。 5.2. 颏部块状骨骨移植的优点 本研究选择颏部取骨的原因：颏部取骨具有临床操作简单、术后骨吸收量较小、成骨效果好等优点；颏部骨块与作为受骨区的牙槽嵴都属膜内成骨，具有植骨后血管再生快、骨愈合牢固、骨块稳定吸收少的特点 [ 14 ]。研究证明颏部由于其含有比例合适的松质骨与密质骨，容易成活且吸收较少，是为最佳的取骨部位 [ 12 ]。报道中常见的并发症有颏部感觉异常、骨愈合不良、牙髓损伤和下颌骨骨折，其中颏部感觉异常最为常见 [ 15 ]。在本临床统计中，除了1例患者出现黏膜愈合不良同时骨块有暴露外，其余未发生其他并发症。Pommer等 [ 16 ] 通过CBCT测量观察发现安全取骨上界应在下颌切牙根尖下8 mm，可避开下颌切牙神经血管束。本研究所有病例手术上界选择均选择下前牙根尖下5 mm，未出现一例颏部感觉异常者，分析其原因有术前我们进行了精确的CBCT测量和评估；严格按照解剖结构操作；应用超声骨刀提高了切割精度避免了软组织的损伤；术后规范处理，确保手术过程中最大的安全性以及最小的组织损伤 [ 17 ]。受骨区最常见的并发症是创口裂开，本研究中1例患者出现黏膜愈合不良同时骨块有暴露，虽然采取了连续的局部清洁冲洗，配合复方氯己定适当漱口和口腔护理等积极治疗，经4周逐渐恢复粘膜覆盖，但最终黏膜较薄，美观性相对较差。植骨后伤口裂开会很大程度的影响种植手术的成功率 [ 18 ] [ 19 ]，伤口开裂的发生与伤口缝合时的张力、黏膜的厚度和质地、黏膜和肌肉的牵拉、固定骨块边缘锐利、临时义齿压迫等因素有关。有研究表明减少游离骨块暴露时间，移植骨块取出后要避免和生理盐水接触，新鲜血液调和可增加移植骨块的初期固位 [ 20 ]。自体骨块骨髓面与受骨区骨贴合，有利于血管张入重建血液供应 [ 21 ]。钛钉固位后，要无张力缝合粘膜以覆盖移植骨块，对固定植骨块的微钛钉的头部可以进行调磨，修整锐利边缘，尽量使之与骨块对位嵌合，以免覆盖于其表面的粘膜被其刺破穿通 [ 22 ]。术后减少口周肌肉运动，避免佩戴临时义齿，若必须使用，用临时义齿前应充分调改组织面．避免其对移植骨块的直接压迫 [ 23 ]。 5.3. CBCT在种植中的应用 CT口腔颌面锥形束即CBCT是上个世纪90年代开始应用于口腔种植领域，近年来发展迅速，已经被口腔种植医师作为种植手术前必须的检查项目之一。CBCT具有高三维空间分辨率，检查设备体积小，可以构建三维立体图像，放射剂量小及检查扫描时间短等优点。CBCT在种植中的应用主要体现在可以精确的显示患者每一个细小解剖结构；可以准确直观的测量上颌窦、下颌神经管、鼻腭神经、颏孔等重要解剖结构位置，帮助术者完善种植计划，减少手术并发症；可以准确地分析牙槽骨的高度和厚度及评估骨质量，预测种植成功率。IsodaK等 [ 24 ] 研究发现骨密度、种植体植入扭矩、种植体稳定系数三者在两两之间分别存在统计学上的显著相关性，显示CBCT测量得到的骨密度与种植体的初期稳定性高度相关；本研究结果进一步证实，CBCT三维影像能够帮助种植医师更加清楚和准确地预测分析颏部块状骨移植前后骨块吸收与骨块愈合的情况。所以说，CBCT可以提供准确的数字化的图像，为口腔医师进行可视化的术前评估和预后判断提供了良好的条件，能充分保障口腔种植治疗对的安全性，有利于口腔相关疾病治疗的开展。 5.4. 影响骨吸收的因素 Branemark最早应用髂骨作为供骨区行自体骨移植，6月后观察发现约60%的骨发生了骨吸收 [ 25 ]，而本研究发现颏部骨移植的吸收率在约19.98%，骨吸收率明显降低。有研究表明受骨区应用GBR技术可以有效地防止植骨块周围的血管再生成过程，从而延缓骨块吸收最为明显的骨组织改建过程 [ 19 ]。植骨后受骨区表面覆盖可吸收生物膜，骨吸收率明显低于无膜者 [ 26 ]。从本研究中我们得出以下一些经验：植骨本身就增加了关闭手术创口的难度，需分离黏膜后无张力缝合，采用GBR后缝合的张力更大，容易伤口裂开，生物膜暴露，因而建议使用生物膜时严格把握适应症。同时植入时可预防性的放置骨块边缘略高于牙槽嵴，以弥补骨改建后骨高度上的吸收。牙缺失后，牙槽嵴失去原有的功能性刺激，会产生废用性萎缩，自体骨移植以后，患者常常避免前牙区接触，会将这一因素放大化。加上口轮匝肌的运动对于植骨区属于非功能性压力，进一步促进了骨吸收程度。而不同病例之间的个体差异，可能与患者本身的牙槽嵴和黏骨膜的血供、翻瓣大小、愈合时间等有关。同时不严格的手术操作，不健康的口腔环境也在一定程度上对骨吸收存在影响。 综上所述，颏部取骨进行前牙区自体骨移植，CBCT观察测量显示受骨区植骨后三维方向骨量增加明显，骨吸收率低，所有病例均可以使种植体埋入理想的位置，植骨后6个月种植及负重后１年的随访临床效果满意，颏部块状骨移植可以明显改善前牙区种植骨量不足，是理想的取骨植骨方案。
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user: 摘 要 本文利用纳秒激光对金属铝表面进行微纳米结构的制备，通过在月桂酸环境下进行低温热处理得到超疏水表面。本文探究了经过激光烧蚀后铝板表面从超亲水性向超疏水性转变的机理，并且探究不同的后处理方式对这种转变的影响。铝板经过激光烧蚀后立刻表现为超亲水性，然而在空气中放置一段时间后表面润湿性会发生改变，随着时间的推移，最终表现为疏水甚至超疏水。而不同的后处理方式对这一过程影响很大。低温热处理可以加速这种润湿性的转变，并且在加热的过程中加入有机物可以大大提高疏水性能。通过不同实验对比发现，这种润湿性转变过程主要是由周围大气中的有机化合物吸附在氧化物表面引起的。 关键词 :纳秒激光，超疏水，铝，润湿性 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 工厂中特别是食品加工行业，我们经常会遇到大型加工设备难以清洗的问题，这些机器表面由于油污与灰尘的存在会极大的影响工厂工作环境，甚至是加工商品的安全与质量问题。受到了自然界中荷叶等生物的启发，我们发现材料表面的微纳米结构会提供很强的超亲水与超疏水特性 [ 1 ] [ 2 ]。超疏水表面超强的自清洁性会使材料表面的污渍很容易被去除，仅需用水流冲洗，油污和灰尘就会在水流和重力的作用下离开材料表面，从而能很好的解决工厂机器难以清洗的问题。 现阶段，国内外科学家已经研究出了许多种制备超亲水超疏水表面的方法，主要有离子体聚合 [ 3 ]、溶胶凝胶 [ 4 ] [ 5 ]、聚合物溶液成膜 [ 6 ]、模板技术 [ 7 ]、电纺技术 [ 8 ]、电化学沉积 [ 9 ] 等方法。这些方法无一例外地都是通过制造微纳米级别的粗糙表面结构，然后进行修饰，来使得材料获得超疏水或超亲水性。 其中，激光刻蚀 [ 10 ] [ 11 ] 的方法由于加工精度高、制作方法简便、获得的材料表面结构更加稳定等优点已经成为了当下研究的热点。本文主要介绍了利用纳秒激光制备超亲水性或超疏水性材料表面的方法。我们通过对激光参数的合理控制，产生不同的微纳米结构表面，接着通过改变后处理方法，从而获得不同性能的超疏水表面。实验表明，不同的激光加工参数、不同的热处理方法，获得的材料表面的润湿性也不同，接触角和滑动角的大小也不尽相同。成功制备出的材料表面的性能与荷叶表面的性能相似，即具有很强的超疏水性。这种超疏水性材料由于其自洁性 [ 12 ]、抗结冰 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] 等优点，在玻璃装修、机器生产等行业中具有很广阔的应用前景。
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user: 2. 实验 2.1. 预处理 实验采用纯度为99.9%的纯铝(由北京有色金属研究所提供)，首先用刻刀将铝片切分成15 mm × 15 mm的正方形(用力不能过大，防止铝片产生结构变形)。将切好的铝片放入无水乙醇中清洗，除去表面的杂质和油污。 2.2. 激光烧蚀 实验采用纳秒激光器(大族激光EP-20-SHG，示意图如图1左所示)，对铝片表面进行激光烧蚀处理，激光波长为532 nm，光斑直径为50 μm，相关实验参数如表1。实验过程中，设置激光参数，扫描速度为1300 mm/s，扫描间隔为0.005 mm，激光烧蚀面积为10 mm × 10 mm，激光采用横纵交叉扫描方式，激光扫描路径如图1右所示。 图1. 激光加工示意图与激光扫描路径 Table 1 Laser processing paramete 激光参数 释放时间(us) 重复频率(KHz) 输出电流(A) 扫描速度(mm/s) 扫描间距(mm) 5 20 40 50~1500 0.002~0.05 表1. 激光加工参数 2.3. 后处理 实验主要对激光烧蚀后的铝片进行以下四种处理方式，以探究其表面润湿性转变机理：将激光加工后的铝片分成四组，第一组铝片不做任何处理；第二组铝片放置在空气中30天；第三组铝片放入加热炉中加热30 min，控制加热温度为200℃；第四组铝片在其表面加入月桂酸固体后再进行加热，控制加热温度为200℃，加热时间为30 min。 2.4. 测试与表征 实验采用接触角测量仪(上海中晨数字技术设备有限公司)对已加工的材料表面进行接触角与滑动角测量，分别采用固位下降法和倾斜平板法测量接触角(CAs)和滑动角(SAs)。测量时所选液体体积是6 μl，当液滴达到稳定时，分别用五点法和量高法对超疏水和超亲水试样表面进行接触角测量，完成后通过倾斜样品台的方式进行超疏水试样滑动角的测量。实验采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对铝片的形貌以及成分进行分析。该仪器具有超高分辨率，能够在纳米尺度上观察材料表面超微形貌结构。场发射电子显微镜原理是电子束通过加速电压打到样品上，电子与物质相互作用产生透射电子，从而对材料进行形貌观察、成分分析等。通过与EDS能谱仪配合使用，我们还可以得到材料表面的成分信息。
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user: 3. 数据分析与处理 3.1. 形貌描述 一些学者的研究表明固体表面的润湿性由表面化学成分和微观共同决定 [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]。实验通过场发射电子显微镜对铝片进行形貌分析。如图2是超疏水铝片放大200倍后的显微结构图，该铝片是在激光扫描速度为1300 mm/s，扫描间隔为0.005 mm情况下按图1扫描方式得到的。激光在铝板表面烧蚀会发生物理化学反应，当高能量的光束照射在铝板表面使其熔化蒸发，而烧蚀过的区域经过脉冲冲击会形成凹坑，熔化的金属被冲击到凹坑周围凝固，形成重铸层，从图中可以看出，激光在铝片表面上扫描后形成沟壑与凸起结构，这些结构纵横交错，呈网格状分布。这些突起结构的尺寸大约为50 μm，凹坑的直径也大致为50 μm，波峰与凹坑相间交错，就形成了如图2(a)所示的网格状结构。凸起结构的顶部分布着一些微小的颗粒，颗粒的尺寸在10 μm以内，甚至是纳米尺度。该网状结构大大增加了铝片的表面粗糙度，初步形成了类似于荷叶表面绒毛的结构。图2(b)为放大1000倍的SEM电镜图像，激光烧蚀后形成的凸起结构。这些结构表面形态各异，存在许多由熔融态的铝在烧蚀区域周围再次冷却凝固形成的微小的不规则片状结构。这些微纳结构使得铝片表面粗糙度进一步提高，达到超疏水条件之一。 图2. (a) 超疏水铝片表面形貌图(200倍)；(b) 1000倍放大 3.2. 接触角测量 为了快速在铝板上制备超疏水表面，这里研究了不同后处理方式对其润湿性的影响。图3(a)为激光烧蚀后铝片表面的接触角图片，经过激光烧蚀后，铝片表面接触角为5.17˚，可以看出经过激光烧蚀后，其表面亲水性有了很大的提高，转变为超亲水。将激光烧蚀后的样品放置在空气中30天，如图3(b)测得其接触角为142.66˚，样品由亲水性过渡为疏水性；而加热炉加热30 min后，如图3(c)测得铝片表面接触角为145.27˚，显然，相较于在空气中放置30天的后处理方式，经过热处理显著缩短了样品由亲水向疏水的过渡时间。虽然经过热处理后，样品能够很快的由亲水向疏水转变，但仍未能达到超疏水。而在铝片表面添加月桂酸后经过加热30分钟，再进行接触角测量时，铝片对液滴的吸附能力明显下降，无法将液滴吸附在表面。通过增加液滴的体积至8 μl，如图3(d)测得铝片表面的接触角为158.36˚，滑动角为4.5˚，样品表面达到了超疏水。 这些结果表明，在经过激光烧蚀后，铝片表面表现出较强的亲水性，与放置空气中相比，热处理加快了其由亲水向疏水转变的过程，并且在加热过程中加入月桂酸能很快地使样品转变为超疏水。 图3. 铝片接触角测量图
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user: 4. 讨论 激光烧蚀后在样品表面形成微纳米结构，一般来讲，影响物体表面润湿性的原因主要有表面微纳米粗糙度和表面化学成分两部分。对于表面微纳米粗糙度对润湿性的影响，通常用Wenzal [ 19 ] 模型和Cassie [ 20 ] 模型来解释。 由Wenzal模型(如图4(a))分析可知，材料经过激光烧蚀得到的表面微纳米结构，其表面粗糙度显著提高，利用Wenzel方程 图4. (a) Wenzal模型；(b) Cassie模型 其中： r ——液固接触面积与该面积投影的比值( r > 1 )； θ 1 ——表观接触角； θ 2 ——固有接触角。 可知，当材料经过激光烧蚀后，其表面粗糙度值增大，直接增加液体与固体的接触面积，从而使 r 值提高。当 θ 2 < 90 ˚ 时，材料表现为亲水性，则通过公式计算， θ 1 < θ 2 ，材料的亲水性随之增强；同样，当 θ 2 > 90 ˚ 时，材料表现为疏水性，则通过公式计算， θ 1 > θ 2 ，材料的疏水性随之增强。因此，在Wenzal模型下，不论材料是亲水性还是疏水性，其表面润湿性都会随着材料表面微纳米粗糙度的增大而被放大。 而在Cassie模型(如图4(b))下，认为材料与液体之间不完全接触，在材料的微纳结构间存在空气，使得固液气三者相互接触。由Cassie方程： 其中： θ ——实际接触角； θ 1 ——本征接触角； θ 2 ——材料与空气接触角， θ 1 = 180 ˚ ； α i ——各组分的质量分数， α 1 + α 2 = 1 。 可知，当材料为疏水性时，其表面本征接触角增大，材料的实际接触角越大，而且，由于空气的存在，使得 α 1 减小， α 2 增大，材料实际接触角增大，滚动角也因为材料对液体吸附力的下降而下降，从而使得材料体现为超疏水性。 而表面化学成分对润湿性的影响主要是铝片表面极性氧化铝的生成和有机物的吸附两部分。大多数金属氧化物是极性的，对于激光烧蚀过的铝片，其表面一般都有氧化铝的生成 [ 21 ]。氧化铝作为一种极性物质，表现为亲水性。并且，未经任何加工的铝片表面是亲水的。因此，根据Wenzal模型，激光在铝片表面形成微纳米粗糙度，使亲水材料更加亲水，氧化铝的存在进一步使得激光烧蚀后的铝片亲水性增强，体现为超亲水。通过前述实验可知，将激光烧蚀后的铝片放置在空气中一段时间后，表面润湿性会发生改变。由现有理论可知这种现象是由于空气中有机物的影响 [ 22 ] [ 23 ]。而对于激光烧蚀后的铝片进行低温退火处理后，发生了由超亲水向疏水或超疏水转变的现象。通过对材料进行EDS测量来分析其表面化学成分的改变。如表二为不同条件下的铝片表面EDS分析数据，从表中可以看出，在空气中放置30天后，其表面碳含量由原来的4.15%提升到了14.33%。由于激光烧蚀后的铝片表面的氧化铝是极性的，易于吸附空气中的有机物，导致了材料表面碳含量的增加，而有机物中的憎水基团使铝片表面氧化铝的极性大大降低，从而导致了铝片表面润湿性的转变。 如表2所示，在加热箱中加热后，铝板表面碳含量提升到了17.17%，加热过程中，温度升高，分子间运动加快，增加了铝片表面激光烧蚀区域对空气中有机物的吸附。然而，由于空气中有机物驳杂不一，其憎水性也参差不齐，所以单纯吸附空气中的有机物很难使铝片的疏水性进一步提升。铝片表面经过月桂酸改性后，表面碳含量转变为34.17%，相对于其他后处理方法，其表面碳含量有了大幅提升。月桂酸是一种饱和脂肪酸，其分子式为C 12 H 24 O 2 ，该有机物具有长碳链结构，且碳链上分布着大量的“-CH 2 -”基团和“-CH 3 ”基团，这些疏水基团能大大提高材料的疏水性。经过接触角测量，铝片的超疏水能力大幅提升，其接触角大于150˚，滑动角小于5˚，已经完全达到了超疏水条件。通过激光在铝板表面构造出微纳米结构，增加了铝板表面的粗糙度 [ 24 ]，这是形成疏水表面的条件之一。后处理中使用月桂酸进行低温退火，加速在铝板表面吸附更多的有机疏水基团，降低铝板表面极性达到形成疏水条件之二。二者相辅相成，最终铝板表面达到超疏水。 Table 2 EDS collected dat 后处理 接触角 滑动角 EDS (%) C O AL 无 5.17˚ 4.15 21.18 74.68 空气中放置30天 142.66˚ 14.33 28.28 57.39 加热炉加热30 min 145.27˚ 17.17 34.03 48.81 添加月桂酸加热30 min 158.36˚ 4.5˚ 34.17 30.23 35.6 表2. EDS分析数据