[发明专利]一种钛及钛合金牙种植体表面锐钛矿型微米级管状结构活性涂层的制备方法

说明书

本发明涉及口腔牙种植体表面处理技术领域，特别是指一种钛及钛合金牙种植体表面锐钛矿型微米级管状结构活性涂层的制备方法，包括以下步骤：对钛及钛合金牙种植体表面进行喷砂粗化处理；对种植体表面进行超声波清洗、干燥；将种植体作为阳极置于氧化电解液中，不锈钢片作为阴极进行液态等离子体氧化处理，形成两级微孔活性涂层；对种植体进行超声波清洗、热水清洗后压缩空气吹干。本发明制备的锐钛矿型微米级管状结构活性涂层，其一级孔洞具有典型的微米级管状结构特征，二级孔洞与一级管状结构孔洞之间具有高度差形成梯度结构，极大地增加了涂层表面粗糙度。

技术领域

本发明涉及口腔牙种植体表面处理技术领域，特别是指一种钛及钛合金牙种植体表面锐钛矿型微米级管状结构活性涂层的制备方法。

背景技术

自19世纪70年代，Branemark教授提出了骨结合理论后，种植技术在口腔领域得到广泛应用并取得成功，骨结合被认为是衡量种植成功与否的重要指标。种植体本身的表面形态及表面活性是影响骨结合强度的关键因素。近年来的研究表明，粗糙表面能刺激细胞活性，促进种植体-骨组织界面形成良好的骨性结合，提高种植手术的成功率。粗糙表面在不改变种植体体积的前提下，增加了种植体表面积，提高机械锁合力、增加初期稳定性，且利于成骨细胞增殖及功能表达，增加骨结合力。通过在牙种植体表面改性处理获得优异的粗糙表面以获得优异的骨整合效果、缩短骨整合周期、形成良好的成骨能力，是非常必要的。基于以上原因，学者们探索了多种形成钛种植体粗糙表面的加工方法。

近年来，国内外研究者通过羟基磷灰石涂层(HA)、钛浆喷涂(TPS)、喷砂酸蚀(SLA)、阳极氧化(anodic oxidation)等表面粗化方法来提高种植体与骨的结合能力。但是，现有的种植体表面处理技术均有各自优点及不足。例如：羟基磷灰石涂层其优点在于能够形成良好的骨结合，有良好的生物相容性；缺点是涂层与种植体基体结合力较差，植入时会发生涂层脱落的现象，容易造成种植手术失败。钛浆喷涂的优点表现为与机械加工表面相比表面更粗糙，骨结合效果佳；其缺点是涂层有剥落现象，脱落的金属颗粒暴露时引起牙菌斑及各种异物嵌塞现象，且难以清洁，操作工艺复杂。喷砂酸蚀通过氧化铝颗粒喷砂后用盐酸或硫酸等强酸溶液进行处理，其优点是表面粗糙度高，有利于骨愈合；然而该方式会出现氧化铝颗粒在表面残留影响骨结合，生物活性方面仍然不是很理想。阳极氧化是将种植体作为阳极和阴极金属材料置于适当的电解液中进行通电处理，根据时间进行电压变化使种植体表面形成氧化膜；这种表面结构具有很好的生物活性，促进了骨生长，然而表面粗糙度略低。

国际上的主要牙种植体生企业各自采用了不同的种植体表面处理技术，例如：Zimmer公司的牙种植体采用了HA涂层制备技术；StraumannAG公司早期的牙种植体采用了钛浆喷涂(TPS)处理，后期采用了喷砂酸蚀(SLA)处理技术；Dentsply公司采用了喷砂酸蚀(SLA)处理；Noble Biocare公司牙种植体现阶段主要的表面处理特色是Ti-Unite，采用了阳极氧化技术。上述公司的处理方法中最大的共同点就是通过提高表面粗糙度，增大植入体的表面积，从而提高表面活性，更有利于新的骨组织在其周围形成。可见表面粗糙化已经是种植体表面处理的共识，是现阶段牙种植体的主要发展方向。

Noble Biocare公司专利申请号：200480037111.4(公开号CN 1893886A)，公开了“具有植入物和/或属于所述植入物的单元的装置及生产植入物和/或单元的方法”，通过阳极氧化方法，将种植体置于硫酸和磷酸的电解液中，在其表面形成大部分或全部呈结晶锐钛矿状态的二氧化钛，该二氧化钛层能够促进骨骼引导和软组织的结合。然而该方法中采用了硫酸和磷酸组成的电解液，这两种酸在使用过程中对操作人员具有一定的危险性，同时不符合环保的要求。