[發(fā)明專利]一種表面改性鈦植入物及其功能化處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910653411.3
• 申請(qǐng)日: 2019-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110241451B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳艷文;吳健;曾達(dá);林志雄;陳淳淳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大博醫(yī)療科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C25D11/26
• 分類號(hào): C25D11/26;A61L27/06;A61L27/30;A61L27/32;A61L31/02;A61L31/08
• 代理公司: 廈門市精誠(chéng)新創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35218
• 代理人: 賴秀華

本發(fā)明屬于表面處理領(lǐng)域，公開(kāi)了一種表面改性植入體及其功能化處理方法。所述鈦植入體表面功能化處理方法包括：(1)將鈦植入體置于含有鈉鹽、鉀鹽和銨鹽的混合溶液中進(jìn)行微弧氧化處理，得表面氧化鈦植入體；(2)將表面氧化鈦植入體采用皮秒或飛秒激光清洗以去除晶態(tài)氧化鈦膜層中的疏松氧化層，得密實(shí)氧化鈦植入體；(3)將密實(shí)氧化鈦植入體采用納米羥基磷灰石懸浮液進(jìn)行噴霧沉積處理，待噴霧沉積處理完成之后再依次進(jìn)行烘干、燒結(jié)和短波照射。采用該方法能夠提高羥基磷灰石層與晶態(tài)氧化鈦膜層之間的結(jié)合強(qiáng)度，所得植入體親水性好、生物活性高，更加有利于促進(jìn)骨整合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于表面處理領(lǐng)域，具體涉及一種表面改性鈦植入物及其功能化處理方法。

背景技術(shù)

目前醫(yī)療器械的醫(yī)用植入物材料中，鈦及鈦合金材料應(yīng)用最為廣泛。相對(duì)于其他材料，鈦及鈦合金材料具有強(qiáng)度高、耐腐蝕及生物相容性好的優(yōu)點(diǎn)，已普遍應(yīng)用于創(chuàng)傷、脊柱、神經(jīng)外科等內(nèi)固定系統(tǒng)。但單純的鈦及鈦合金表面具有一定的生物惰性，因此越來(lái)越多的表面處理方法被用到了鈦及鈦合金表面，主要是通過(guò)提高鈦及鈦合金表面的生物活性、親水性、多級(jí)微納米結(jié)構(gòu)，以提高其與骨之間的骨性結(jié)合作用，促進(jìn)骨整合，以應(yīng)用于植入體及椎間融合器。相比于惰性的鈦及無(wú)定型氧化鈦，氧化結(jié)晶相的銳鈦礦及金紅石結(jié)構(gòu)具有良好的催化活性及生物活性，在很大程度上提高了鈦的應(yīng)用范圍。但是工業(yè)中銳鈦礦及金紅石結(jié)構(gòu)一般通過(guò)燒結(jié)的方式來(lái)獲得，其存在的問(wèn)題是燒結(jié)膜層較薄且膜層較疏松，同時(shí)也存在結(jié)晶相含量少、結(jié)晶度不可控的情況，對(duì)基體本身的耐蝕性有一定程度的影響，限制了其在促進(jìn)骨整合方面的應(yīng)用。因此，有研究表明，采用微弧氧化處理能夠改善這種情況。

然而，微弧氧化處理后會(huì)在表面生成內(nèi)層為致密層而外層為疏松層的兩層結(jié)構(gòu)，由于疏松層的存在，疏松層硬度較低，在外力加載下易于出現(xiàn)脫落，在使用過(guò)程中容易出現(xiàn)“掉粉”現(xiàn)象，導(dǎo)致表面顆粒物含量超標(biāo)，影響植入后的安全性。因此，需要對(duì)疏松層進(jìn)行去除以降低安全風(fēng)險(xiǎn)。目前的一般做法是通過(guò)噴砂及研磨方式去除，但是存在的問(wèn)題是噴砂及研磨去除，會(huì)使用到相應(yīng)的砂及研磨料，在加工處理過(guò)程中，會(huì)很大程度上使得砂粒及研磨料少量粘附和殘留在植入物產(chǎn)品表面，同時(shí)由于其他物質(zhì)的附著，也會(huì)使得其親水性較差，所得噴砂及研磨產(chǎn)物雖然具有一定的親水性，但是接觸角接近90°，不利于組織液的浸潤(rùn)和組織細(xì)胞的粘附，會(huì)影響產(chǎn)品的生物相容性及生物活性，導(dǎo)致表面的骨結(jié)合性能降低，延長(zhǎng)骨整合時(shí)間。

此外，如何在鈦及鈦合金表面進(jìn)一步提高植入物表面的生物活性，獲得骨整合效率更高的植入物膜層將具有重要的臨床使用價(jià)值。羥基磷灰石是人體骨骼組織的主要成分，其作為生物陶瓷材料具有良好的生物活性、能夠起到提高與骨組織結(jié)合速度的作用。研究表明，羥基磷灰石的晶粒越細(xì)，生物活性越高。目前羥基磷灰石涂層通常是采用等離子噴涂方法制備的，但是羥基磷灰石在等離子噴涂過(guò)程中要經(jīng)受高溫高速加熱和快速冷卻而會(huì)發(fā)生明顯的羥基磷灰石結(jié)晶相的分解和非晶化，這些相組成變化不僅會(huì)影響涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，而且還會(huì)影響其溶解行為和生物活性。

因此，如何在降低生物安全風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上，獲得結(jié)晶相含量及結(jié)晶度高的生物活性的銳鈦礦及金紅石氧化鈦致密膜層，同時(shí)充分利用此顯微硬度增強(qiáng)的多孔活性氧化層，進(jìn)一步獲得具有特殊結(jié)構(gòu)的超親水晶態(tài)致密氧化鈦及納米羥基磷灰石表面的生物活性復(fù)合涂層將具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服采用現(xiàn)有的方法對(duì)鈦植入體表面進(jìn)行氧化改性和羥基磷灰石沉積時(shí)存在銳鈦礦及金紅石氧化鈦含量低、親水性差、氧化鈦層與羥基磷灰石層結(jié)合強(qiáng)度低的缺陷，而提供一種新的鈦植入體表面功能化處理方法以及由該方法處理得到的表面改性鈦植入體，該表面改性鈦植入體中銳鈦礦及金紅石氧化鈦含量高、親水性好且氧化鈦層與羥基磷灰石層結(jié)合強(qiáng)度高。

具體地，本發(fā)明提供了一種鈦植入物表面功能化處理方法，該方法包括以下步驟：

(1)將鈦植入體置于含有鈉鹽、鉀鹽和銨鹽的混合溶液中進(jìn)行微弧氧化處理，以在所述鈦植入體表面形成厚度為3～30μm的晶態(tài)氧化鈦膜層，得到表面氧化鈦植入體；