[发明专利]一种牙科种植体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及牙科种植体材料领域，特别涉及一种表面蜂巢状纳米图案牙科种植体及其制备方法。

背景技术

随着社会生活水平的提高和人口老龄化的日趋严重，牙科修复及其整形外科手术的数量呈现持续增长趋势。由于牙科种植技术是修复牙列缺损或缺失的重要方法之一，牙科种植体的发展得到重点关注。对种植体表面改性被证明是一种有效促进骨整合及提高种植体成功率的方法，同时研究表明种植体表面的纳米结构，如纳米管状表面形貌可以促进成骨细胞的附着和功能表达，还能对人牙龈成纤维细胞的粘附，增殖和蛋白，基因表达具有显著的促进作用（Acta Biomaterialia2011，7(1)：2686-2696.）。因此，对牙种植体进行表面纳米化改性是进一步提高种植体功效的有效方式。

然而，牙科种植体植入口腔后因咀嚼作用，所承受的应力情况复杂，作用力大，受力部位不均匀且作用时间长，种植体表面制备的纳米涂层或薄膜因这种不规则应力的作用会产生破裂和脱落溶解，往往会导致种植体松动和失效，最终造成骨整合失败。

发明内容

为了解决现有技术中牙种植体表面纳米改性涂层或薄膜的膜层强度低，膜与基体结合强度不佳，应力作用疲劳损坏等问题，本发明的目的在于提供一种表面为原位生长的蜂巢状纳米氧化钛膜层的牙科种植体及其制备方法，从而增强膜层强度以及膜与基体结合强度，并加强骨髓间充质干细胞在种植体表面的粘附、碱性磷酸酶活性和成骨相关基因的表达，增强骨向分化诱导能力，从而提高牙科种植体的长期稳定性和成功率。

在此，一方面，本发明提供一种牙科种植体，所述牙科种植体包括钛基材及其表面原位形成的蜂巢状纳米氧化钛膜层致使所述牙科种植体表面形成蜂巢状纳米形貌，其中所述蜂巢状纳米氧化钛层氧含量随膜层厚度增加而递减，逐渐过渡至所述钛基材。

本发明在钛基材表面原位形成蜂巢状纳米氧化钛膜层以在所述牙科种植体表面形成蜂巢状纳米形貌，其中蜂巢状纳米氧化钛膜层薄、强度较好，且与钛基材无明显分层，结合牢固，从而所述牙科种植体在植入口腔后，能承受较大情况复杂的作用力而不会破裂和溶解脱落，而且规则的纳米结构能够有效加强骨髓间充质干细胞在种植体表面的粘附、碱性磷酸酶活性和成骨相关基因的表达，体现优良的骨向分化诱导能力，从而提高牙科种植体的长期稳定性和成功率。

较佳地，所述蜂巢状纳米氧化钛膜层的厚度为25～35nm。

较佳地，所述钛基材为医用钛或钛合金。

另一方面，本发明还提供一种制备上述牙科种植体的方法，包括：

（1）对钛基材牙科种植体进行阳极氧化处理以在表面原位氧化，从而制得表面形成有氧化钛纳米管薄膜的钛基材牙科种植体；以及

（2）以所述表面形成有氧化钛纳米管薄膜的钛基材牙科种植体为阴极进行电解以使所述氧化钛纳米管薄膜从基体表面脱落，从而制得表面为蜂巢状纳米氧化钛膜层的牙科种植体。

本发明通过两步电解即可获得原位形成的具有规则的纳米结构（蜂巢状）的氧化钛膜层，从而增强膜层强度以及膜与基体结合强度，而且规则的纳米结构能够有效加强骨髓间充质干细胞在种植体表面的粘附、碱性磷酸酶活性和成骨相关基因的表达，体现优良的骨向分化诱导能力，从而提高牙科种植体的长期稳定性和成功率。

较佳地，所述阳极氧化所采用的电解液为含0.1～1.0wt%氟化氨和1～10vol%水的乙二醇溶液。

较佳地，所述阳极氧化恒压直流方式，工作电压为20～80V，氧化时间为1～96小时，反应温度为室温。

较佳地，所述阳极氧化的工作电压为40～60V，氧化时间为1～3小时。

较佳地，在步骤（2）中，所述电解采用恒压直流方式，电压为2～5V，通电时间为3～10分钟，反应温度为室温。

较佳地，在步骤（2）中，所述电解采用的电解液为0.5～2mol/L的稀硫酸溶液。

本发明步骤简单，成本低廉，在短时间内即可得到表面为原位形成的蜂巢状纳米氧化钛膜层的牙科种植体。

附图说明

图1是本发明一个示例中预处理后的牙科种植体表面形貌图；

图2是经本发明第一步恒压直流阳极氧化处理牙科种植体得到的氧化钛纳米管薄膜表面形貌图；

图3是本发明一个示例的牙科种植体的表面形貌图，插图为图案形貌的逐级放大倍率图；

图4是本发明一个示例的牙科种植体表面蜂巢状纳米图案薄层的钛、氧含量随深度分布曲线图；

图5是大鼠骨髓间充质干细胞分别在纯钛对照组（a）和纳米图案实验组（b）表面培养4h的细胞核（1）和细胞骨架（2）荧光染色图片；