[发明专利]一种促骨融合的种植体表面仿生涂层材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属或合金基生物医用种植体材料表面生物活性涂层改性技术，具体涉及促骨融合的种植体表面仿生涂层材料及其制备方法，属于生物医用材料技术领域。

背景技术

骨质疏松性骨折、牙缺损、颅脑疾病等是各年龄人群中骨损伤或骨缺失的重要原因，由于生物力学的需求，这类骨齿病变损伤一般需要金属或合金类种植体进行内固定或者封闭创伤等目的。具有生物活性生物涂层是种植体与植入部位宿主骨实现快速融合并达到满意生物力学的前提条件。在骨科、矫形外科、整形外科、颅脑外科和口腔科等中，钛金属(或合金)、氧化铝、镁合金等因其良好的生物相容性，力学性能和抗腐蚀性能，在骨齿内固定领域得到广泛应用。但是，这些金属盒合金本身为生物惰性材料，不能与骨组织形成良好的骨性结合，从而导致种植失败。因此，一般都需要在种植体表面进行生物活性涂层改性，以期达到快速融合并满足生物力学需求(Narayanan R，J Biomed Mater Res BAppl Biomater.2008，85，279)。

从文献报道来看，通常的技术是在种植体材料表面制备羟基磷灰石涂层和生物玻璃涂层。羟基磷灰石(HA)与人体骨组织的无机成分相似，含有人体组织所必需的钙和磷元素。在体液的环境下，能与人体骨骼组织形成化学键结合，诱导新骨组织生长。目前临床应用的种植体表面都是采用等离子喷涂技术制备的HA涂层，这种技术制备的HA涂层具有高度结晶性，但是高温过程引起其它相析出，难以对古规则表面实施均匀涂层制备，同时涂层与基体结合强度和涂层生物活性不理想，骨融合速率仍无法达到临床治疗期待的效果。此外，运用凝胶溶胶、电化学沉积、层-层组装、湿化学沉积技术等都可以制备出HA涂层，但是这些技术工艺繁琐、加工时间长、涂层结合强度差等问题，因此尚不能用于临床应用。

生物玻璃(BG)是一类含CaO-SiO₂-P₂O₅-MO(M＝B，Na等)金属氧化物的非晶材料，与等离子喷涂的HA相比，以其良好的生物活性成为涂层材料的候选，但是用于种植体材料表面的涂层产生较快的溶解、结合强度差等问题(Hench LL，An introduction to biocermics.Singapore：World Scienctific，1993，239)。最近的研究将BG涂层用模拟体液(SBF)进行预处理，会在BG涂层表面结晶成核形成仿生羟基磷灰石(CHA)，能够使涂层较好地粘附于基质表面，并且混合涂层表现出良好的促进成骨细胞增殖与分化的功能(Bloyer DR，Biomaterials.2007，28，4901；Foppiano S，Acta Biomater.2006，2，133)。