[发明专利]在等离子电解氧化工序中含有金属和硅的电解质组合物及牙科用植牙的制造方法

说明书

本发明公开了一种电解质组合物和牙科用植牙的制造方法，其中，电解质组合物包含一水乙酸钙、甘油磷酸酯钙、九水偏硅酸钠、蒸馏水和含有金属化合物来形成电解质溶液；含有金属化合物为乙酸镁四水合物、乙酸锌、乙酸锶及乙酸锰中的一个；本发明相比于以往金属氧化膜更厚而稠密的氧化膜，包含金属离子及硅离子的生物活性物质，快速增加生物相容性，由此提高牙科用植牙的初期固定力来缩短治疗期限。

技术领域

本发明一般在插入到人体内的骨中使用的金属材料钛系合金表面上，利用等离子电解氧化法(Plasma Electrolytic Oxidation)形成多孔性的氧化被膜，更详细地，涉及在等离子电解氧化工序中含有金属及硅的电解质组合物及利用其组合物来涂敷有含有金属离子及硅离子的羟基磷灰石的牙科用植牙的制造方法，该制造方法为使用形成人体的多个离子中含有对细胞粘附和骨形成起到重要作用的金属(镁、锌、锶、锰)和硅的电解质溶液，在牙科植牙表面上，通过等离子电解氧化法形成包含金属离子及硅离子和钙及磷的多孔性氧化被膜的表面，来提高生物活性的植牙制造方法，该过程包括：钛合金准备步骤，对牙科用钛合金依次进行研磨、微细研磨及超声波洗涤；投入步骤，将在上述准备步骤中准备的钛合金设置于电解槽阳极，作为阴极设置铂金之后，投入电解质溶液；等离子形成步骤，施加规定的电压和电流密度来生成等离子，在钛合金形成氧化被膜；以及干燥步骤，在上述等离子形成步骤中，在钛合金形成氧化被膜之后，利用乙醇及蒸馏水来洗涤之后进行干燥。上述在等离子电解氧化工序中含有金属及硅的电解质组合物及利用其组合物来涂敷有含有金属离子及硅离子的羟基磷灰石的牙科用植牙的制造方法带来的效果在于，利用等离子电解氧化工序，对钛系生物合金进行牙科用植牙表面处理，由此制造工序过程简单，并节减植牙制造时间及治疗期限，利用等离子电解氧化法，通过金属离子和硅离子的复合置换，生成具有生物相容性的多孔性氧化膜，制造相比于以往金属氧化膜更厚而稠密的氧化膜，包含金属离子及硅离子的生物活性物质，快速增加生物相容性，由此提高牙科用植牙的初期固定力来缩短治疗期限。

背景技术

最近，在植牙领域中最大关注在于，治疗期限的缩短，缩短治疗期限时最重要的因素早期产生骨结合而维持。最近商用化的大多数的植牙，生物相容性高，具有适合于骨的治愈、生成及维持的表现，但是依然不能完全克服不利的骨状态。另一方面，据报道，用作主材料的钛系合金相比于以往使用的生物用金属，具有低的弹性率，生物相容性突出，耐蚀性等优秀。但是，由于生物惰性化，因此不直接诱导骨形成，为了骨结合，需要相当长的治疗时间，自然形成的氧化被膜，厚度薄，快速消失，由此具有不能诱导相邻的骨组织的再生的问题等。

因此，解决上述问题的植牙不能与骨直接结合的问题，为了解决用于缩短骨结合期限而缓解的缺点，通过植牙表面处理，赋予生物活性度。用作植牙的主材料的钛的表面，进行物理化学表面处理，更加提高生物活性，由此将植牙植入于人体之后，缩短治愈期限，用于更有效的表面处理的研究正在持续进行。上述钛表面处理中的化学表面处理有阳极氧化(Anodizing)、溶胶-凝胶法(Sol-gel)、等离子喷射(Plasma spraying)、化学气相淀积法(CVD)及等离子电解氧化(PEO-Plasma Electrolytic Oxidation)。

上述阳极氧化(Anodizing)是利用外部电源，在金属表面形成较厚的氧化物及金属盐的方法，将要形成氧化层的金属设置在阳极，将其他不溶性金属与阴极相接触，使电流流动在电解液内，为了阳极氧化而施加电流，在非常低的电压中金属的氢氧化物形成微小的膜，若施加约10V的电压，则形成金属氧化层。但是，一旦形成氧化层，则增加电阻，在金属氧化层集中内部应力，在70V下破坏氧化层，若再次提高电压，则形成第2多孔性氧化层，这种工序中产生火花，强制性地施加电，形成氧化层，因此电效率差，产生火花的局部部位受到热应力，不仅对钛物性带来坏影响，而且粘结力降低，由此存在最终物性降低的问题。