[發(fā)明專利]一種具有仿生電活性涂層鈦植入體及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011586976.3
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112791231A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張學慧;鄧旭亮;白云洋;孫曉雯;王博
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學口腔醫(yī)學院;北京瑞致祥和科技有限公司
• 主分類號: A61L27/06
• 分類號: A61L27/06;A61L27/56;A61L27/30;A61L27/34;A61L27/50;C25D11/26
• 代理公司: 北京怡豐知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11293
• 代理人: 于振強

本發(fā)明涉及一種具有仿生電活性涂層鈦植入體及制備方法，其解決了現(xiàn)有鈦植入體涂層的生物活性不足或?qū)θ梭w有害的技術(shù)問題，本發(fā)明提供的具有仿生電活性涂層的鈦植入體，其設(shè)有涂層，涂層含有填料和高分子基體，填料為壓電陶瓷納米顆粒，基體為鐵電高分子聚合物，壓電陶瓷顆粒均勻分散在鐵電聚合物中，本發(fā)明同時提供了其制備方法，使得仿生電活性涂層可與鈦表面牢固結(jié)合。本發(fā)明可用于鈦植入體材料表面功能化設(shè)計與制備領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物醫(yī)用植入材料，尤其涉及一種具有仿生電活性涂層鈦植入體及制備方法。

背景技術(shù)

醫(yī)用金屬鈦(Ti)及其合金由于其良好的化學穩(wěn)定性以及優(yōu)異的生物相容性而被廣泛用在醫(yī)用植入領(lǐng)域。然而鈦種植體表面缺乏生物活性，與骨組織只是單純的機械嵌合，容易導(dǎo)致骨結(jié)合效果不理想進而引起植入體的松動、感染與脫落。

研究表明改善鈦及其合金表面活性可以促進骨結(jié)合，國內(nèi)外學者嘗試了許多物理及化學方法來提高金屬鈦及其合金表面活性，包括表面改性和活化涂層。噴砂、酸蝕、微弧氧化以及等離子噴涂等表面改性類方法缺乏與天然骨組織相似的生物活性，骨結(jié)合效果不夠理想。而理想的醫(yī)用植入材料表面應(yīng)為新骨形成提供一個良好的骨誘導(dǎo)微環(huán)境，提高新骨生成和骨結(jié)合效果，同時具備良好的骨結(jié)合穩(wěn)定性。現(xiàn)今，電活性材料受到研究者的廣泛關(guān)注，這類材料可以通過設(shè)計加工實現(xiàn)仿生電活性，為細胞功能分化和新骨生成提供適宜的電學微環(huán)境。因此，研究一種能夠仿生天然骨組織壓電特性，涂層與鈦基體結(jié)合力強，同時穩(wěn)定性高的仿生電活性涂層就成為醫(yī)用植入材料領(lǐng)域需要亟待解決和探索的問題。

公開號CN109179356A的中國專利申請公開了一種鈦或鈦合金表面制備羥基磷灰石涂層的方法，其先將植入體浸入到含有鈣離子的水溶液中，利用磷裂化器提供磷元素蒸氣，在真空條件下，提供磷元素蒸氣和臭氧與基體表面進行碰撞，通過控制磷元素和氧元素成分的沉積速率，使得成分元素的反應(yīng)僅發(fā)生在基材上，促使植入體表面生成低結(jié)晶的、具有生物活性的羥基磷灰石涂層。該涂層主要依靠羥基磷灰石誘導(dǎo)新骨生成來提高鈦或鈦合金表面的生物活性，但是羥基磷灰石長時間植入人體后會逐漸降解，涂層脫落，生物活性隨之降低。

公開號為CN1785439A中國專利申請公開了活性生物壓電陶瓷涂層及在鈦基體表面制備該涂層的方法，其主要通過微弧氧化技術(shù)形成多孔的氧化物膜層，然后通過電泳沉積技術(shù)，在樣品表面制備氟羥基磷灰石和鈦酸鋇(FHABT)復(fù)合涂層來提高其生物相容性和生物活性。但隨著涂層中氟羥基磷灰石的降解，鈦酸鋇顆粒會釋放到人體內(nèi)，由于鈦酸鋇顆粒在體內(nèi)無法降解，可能對人體造成潛在的危害。

公開號為CN108079381A的中國專利申請公開了一種醫(yī)用鈦合金表面生物壓電復(fù)合涂層的制備方法，其首先采用微弧氧化技術(shù)在鈦合金基體表面原位生成內(nèi)層致密、表層多孔的二氧化鈦涂層，然后采用水熱化學法在二氧化鈦涂層原位反應(yīng)生成鈦酸鋇涂層，最后填充極化后的涂層表面的孔洞，即在醫(yī)用鈦合金表面形成具有生物壓電特性的復(fù)合涂層。本發(fā)明制得的涂層內(nèi)層致密，與基體結(jié)合良好，穩(wěn)定性高，同時可以有效阻止有害金屬離子向體液溶出；表層多孔的鈦酸鋇涂層能夠產(chǎn)生壓電效應(yīng)，促進局部血液循環(huán)，進一步加快骨的修復(fù)；孔洞中填充有利于早期骨組織的生長的物質(zhì)或抗菌類藥物，同時粗糙的表面利于細胞的粘附與增值，使得金屬材料具有良好的生物相容性和生物活性。雖然此發(fā)明制得的涂層內(nèi)層致密，與基體結(jié)合良好，穩(wěn)定性高，但是該涂層制備方法復(fù)雜，工藝繁瑣，不易于推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對在現(xiàn)有鈦植入體涂層的生物活性不足或?qū)θ梭w有害的技術(shù)問題，提供一種具有牢固結(jié)合仿生電活性涂層且涂層對人體無害的鈦植入體及其制備方法。

為此，本發(fā)明提供一種具有仿生電活性涂層的鈦植入體，其設(shè)有涂層，所述涂層含有填料和基體，所述填料為壓電陶瓷顆粒，所述基體為鐵電高分子聚合物，所述壓電陶瓷顆粒均勻分散在所述鐵電高分子聚合物中；所述壓電陶瓷顆粒占所述基體的體積分數(shù)為5％～15％；所述壓電陶瓷顆粒的直徑為50nm～500nm。