[發明專利]一種SLM成型鈦種植體表面處理方法

有效

• 申請號: 201610063596.9
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105537589B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 歐陽江林;陳賢帥;羅坤連;黃佳明;管威
• 申請（專利權）人: 佛山市安齒生物科技有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F3/24;A61L27/56;A61L27/50;A61L27/06
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 王國標

本發明公開了一種SLM成型鈦種植體表面處理方法，包括以下步驟：鈦種植體SLM成型；噴砂處理：采用剛玉或二氧化鈦對SLM成型鈦種植體表面噴砂處理；酸洗去雜：將噴砂處理后的SLM成型鈦種植體置入酸洗液中進行酸洗處理；堿熱處理：將酸洗處理后的SLM成型鈦種植體置入堿液中進行水熱處理；鈣化處理：以鈣鹽溶液為陽離子交換液，將堿熱處理后的SLM成型鈦種植體置于100~200℃的陽離子交換液中水熱處理1~5h；每一步驟之后都將SLM成型鈦種植體依次置于丙酮、95%乙醇、去離子水中分別超聲清洗，干燥。本發明不僅步驟簡單，易于操作，而且構建具有微納分級結構的SLM成型鈦種植體表面，有效地改善了SLM成型鈦種植體表面的粗糙度、微觀形態、礦化特性和生物活性。

技術領域

本發明涉及生物醫用金屬植入材料表面處理技術領域，特別涉及一種SLM成型鈦種植體表面處理方法。

背景技術

隨著醫學及3D打印技術的發展，利用鈦金屬粉末選擇性激光熔化立體成型（SLM）的鈦金屬人工種植體越來越多地被用來治療骨組織病變和修復缺損，如牙種植體、人工關節，以及骨內固定裝置等。使得臨床治療從初級的簡單“修復”治療上升到更高層次——骨組織 “替代式”治療，從而極大地提高人們的生存質量。理想的SLM激光快速成型鈦基骨植入體應以與骨組織緊密結合（骨整合 Osseointegration）的形式行使其相應的生理功能，然而，相當部分SLM激光快速成型的鈦基骨植入體并不能與宿主達到初期的骨整合，導致植入體松動、脫落及產生并發癥。除了早期的微動、應力遮蔽及種植手術等因素之外，骨-植入體界面結合不佳也是重要因素。因此，在保證鈦材優良性狀的基礎上，如何在SLM鈦材“特殊”微米級粗糙表面構建適宜的成骨細胞微環境，進而調控成骨細胞在SLM鈦材表面的黏附及行使其生理功能，以期促進骨-植入體界面的骨整合。

研究表明，鈦種植體表面特性尤其是表面微結構影響著骨愈合的速度和質量。微米級表面形貌增大骨結合面積和機械嵌合力，穩定纖維蛋白血凝塊及固定脆弱的細胞外基質支架，為成骨細胞提供穩定的微環境；納米級形貌則模擬天然細胞環境，增加蛋白吸附，改變細胞行為，促進成骨細胞的粘附、增殖和分化。兼具微米-納米多級結構的表面模仿骨組織結構，有利于骨細胞功能充分發揮，更好的誘導新骨形成。另外，超親水性的表面可以進一步促進種植體的骨整合作用，提高種植體的植入效果。

目前，對鈦種植體進行表面改性處理除了上述的表面微結構的仿生外，還包括了在其表面添加活性組分。其中鈣是成骨的必需元素，若膜層中含有一定數量的鈣成分，則可以提高成骨細胞合成蛋白質的能力，從而促進新骨的生長。中國專利（申請號）CN201410093637.X公開了一種醫用鈦表面載鈣磷銀納米管陣列的制備方法，其鈦材料經表面處理后最終獲得的載鈣、磷、銀的納米管陣列結構是垂直于鈦基體表面的，管的直徑也是局限在納米級范圍，與周圍骨組織之間的界面結合受到一定的限制。

現商業應用的鈦種植體缺乏理想的微米-納米復合表面微結構，存在表面親水性不理想等問題，同時對其表面活化組分的制備效果不理想，影響其界面穩定性。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種SLM成型鈦種植體表面處理方法。

本發明所采取的技術方案是：一種SLM成型鈦種植體表面微納分級結構的構建方法，其包括以下步驟：

（1）鈦種植體SLM成型：以金屬鈦粉末為原料，采用SLM成型3D打印方式打印出表面具有微米級結構的鈦種植體，SLM成型后鈦種植體的表面粗糙度Ra為7~9μm；

（2）噴砂處理：采用40~80目的剛玉或二氧化鈦對SLM成型鈦種植體表面噴砂處理，壓縮空氣壓力為3~6bar，噴射距離為50~150mm，噴射時間為2~20s；

（3）酸洗去雜：將步驟（2）制得的SLM成型鈦種植體置入酸洗液中進行酸洗處理；

（4）堿熱處理：將步驟（3）制得的SLM成型鈦種植體置入堿液中進行水熱處理；