[發明專利]牙種植體表面改性的一種方法

無效

• 申請號: 201210091639.6
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN103361702A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 龐小峰;嚴雅靜;黃勇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26;A61K6/033;A61K6/04
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技術領域

本發明涉及一種在金屬鈦牙種植體表面改性的一種方法，采用多電極法在其表面制備具有生物相容性和生物活性的二氧化鈦/羥基磷灰石復合涂層，此技術適用于大多數醫用金屬表面的改性。

背景技術

鈦及其合金具有良好的生物相容性，是最主要的醫用金屬材料之一，主要用于矯形外科及齒科修復材料，如用于人工膝關節、骨關節及義齒金屬指甲等材料。但由于其鈦本身不具備生物活性，不能有效的促進傷口的愈合及周圍骨組織的生長，其次不能有效和周圍組織形成骨性鍵合，與周圍組織的結合強度較低，不利于其長期使用。羥基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，HA)是人體骨骼的主要組成成分，在人體牙齒牙釉質中超過95％，羥基磷灰石具有良好的生物相容性和成骨誘導性，常用于骨組織填充材料，但由于羥基磷灰石其脆性大，強度低，限制了其物理應用。現結合金屬鈦和羥基磷灰石雙方優點，在鈦表面涂覆一層具有生物相容性的羥基磷灰石，形成羥基磷灰石/鈦復合材料，既具有羥基磷灰石的生物相容性和誘導骨組織生長的特性又具有金屬鈦的強度和韌性，有望能成為新一代的生物醫用材料。

由于金屬鈦表面膨脹系數與羥基磷灰石差異較大，若直接在金屬鈦表面沉積羥基磷灰石，在燒結后由于膨脹系數差異較大會發生龜裂脫落，因此我們采用二氧化鈦納米管層作為緩沖層，并能很好的結合金屬鈦和羥基磷灰石，使之具有優異的結合性能。同時當羥基磷灰石涂層在生物體內腐蝕完，二氧化鈦依然具有很好的抗腐蝕性和生物活性。目前制備緩沖層二氧化鈦的方法主要有等離子噴涂、磁控濺射和物理化學氣相沉淀等方法，我們采用在鈦表面陽極氧化原位生長法，在其表面制備出排列均勻，大小一致的二氧化鈦納米管陣列，其優點結合強度高，分布均勻，大小一致，具有一定的孔徑，能夠很好的實現羥基磷灰石涂層與其物理結合。

目前制備羥基磷灰石涂層的方法主要有等離子噴涂法、磁控濺射法、電泳沉積法和生物礦化法等，我們采用電化學沉積法來制備羥基磷灰石涂層，電化學沉積方法具有成本低，制作工藝簡單，制備出的成分純度高，條件溫和可控等優點，具有一定的研究和應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種在鈦牙種植體表面通過多陰電極恒電流法電沉積制備二氧化鈦/羥基磷灰石梯度涂層的方法，該方法旨在得到具有很高結合強度的致密均勻二氧化鈦/羥基磷灰石梯度涂層。采用多陰電極陽極氧化法制備二氧化鈦納米管和恒電流電化學法沉積羥基磷灰石涂層，包括如下步驟：

(1)采用螺紋狀鈦牙種植體，經丙酮、無水乙醇超聲后，超聲酸蝕處理，用去離子水超聲清洗、吹干待用；

(2)制備5w％的氫氟酸溶液作為陽極氧化的電解液，采用鈦牙種植體作為工作電極，多個鉑電極作為對電極均勻分布于鈦牙種植體四周，電極間距為4cm，在磁力攪拌(80r/min)下采用恒電位法陽極氧化1h，取出去離子水超聲清洗，吹干待用。

(3)取四水硝酸鈣、磷酸二氫氨分別用蒸餾水溶解后再混合得到均勻的鈣磷溶液，用氨水調節pH＝4.2，最后得到均勻的鈣磷電沉積液；

(4)在上述鈣磷電沉積液中，以飽和甘汞電極為參比電極，多個鉑片為對電極，待涂層的氧化后的鈦牙種植體為工作電極，在三電極系統的電解槽中進行恒電流電化學沉積。電極工作間距為2cm，電流0.007A，沉積時間為2700s。

(5)對得到的鈦種植體涂層材料真空燒結：升溫至600℃、升溫速率為10℃/min、保溫2h、然后隨爐冷卻，得到具有二氧化鈦/羥基磷灰石復合涂層的鈦種植體材料。

以上工藝均在恒溫狀態(＜90℃)下進行。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：(1)得到的二氧化鈦納米管陣列分布均勻，孔徑大小一致，具有一定的抗腐蝕性和生物活性；羥基磷灰石涂層細致均勻，純度高，具有很好的生物活性。(2)二氧化鈦納米管陣列作為過渡涂層，很好的緩解了羥基磷灰石與鈦基熱膨脹系數不匹配等缺點，使復合涂層的結合強度顯著增強。(3)得到的復合涂層具有很好的結合強度，符合生物材料使用標準，并且具有很好的生物活性，無毒性，有利于其長期使用。

附圖說明如下

圖一本發明實施例二氧化鈦納米管的EDS能譜圖

圖二本發明實施例二氧化鈦納米管的SEM照片

圖三本發明實施例二氧化鈦/羥基磷灰石梯度涂層的EDS能譜圖

圖四本發明實施例二氧化鈦/羥基磷灰石梯度涂層的SEM照片。

圖五本發明實施例制作完成后螺紋狀牙種植體表面形貌SEM照片