[发明专利]一种多尺度多孔复杂结构的种植体表面制备方法

说明书

技术领域

本发明属于医用材料制造技术领域，涉及一种具有抗菌和抑菌功能的多尺度多孔复杂结构的牙种植体表面制备方法。

技术背景

从上世纪80年代Branemark提出骨整合理论以来，骨整合理论已被国内外学者广泛接受，并应用于临床实践。种植体与周围骨组织形成骨整合（osseointegration）是种植成功的关键。种植体表面性质在影响种植体周围细胞形态和细胞行为中发挥重要作用，是决定骨整合速度和程度的关键因素之一。近年来，在骨整合理论的相关研究的基础上，学者们提出了粗糙表面种植体植入后是一种接触成骨方式产生骨整合的理念。一定的表面形貌能通过直接或间接的方式诱导细胞形态和细胞活性，进而影响骨整合的发生。时至今日，种植术已经在口腔临床获得了很大的成功，但是，不足的骨整合和细菌感染导致的种植效果不理想甚至种植失败依然是困扰种植临床的难题。因此，能进一步提高现有种植体表面的成骨活性又具备抗菌性能的表面是新一代种植体应该具备的特征。

发明内容

本发明的目的是提供一种多尺度多孔复杂结构的种植体表面制备方法，是一种具有抗菌和成骨功能的钛基种植体表面制备方法，该方法包含三步减量法处理，通过以下步骤实现：

（1）喷砂：用20~80目的金钢砂、氧化铝、喷丸玻璃珠、铝珠、钢砂、钢珠、塑料砂、树脂砂、核桃砂、氧化铈、氧化锆等对光滑的种植体表面进行喷砂处理，喷砂压力为4~8bar，最佳压力为4~6bar，其中40~60目砂为最佳，喷砂时间为10~600秒，其中最佳喷砂时间为40~80秒。喷砂后的种植体，先后用丙酮、乙醇和纯水超声清洗15min，氮气吹干。获得十几微米到几十微米的弹坑状起伏。

（2）草酸酸蚀：喷砂处理后的种植体在草酸溶液处理5~300分钟，其中最佳处理时间为20~90分钟，草酸的质量浓度为30%至饱和，最佳质量浓度为37.5%~50%，处理温度为60℃到沸水浴，最佳温度为80℃至沸水浴。处理后的种植体立即置于沸腾的蒸馏水中清洗，在喷砂获得的几十个微米的起伏上酸蚀出微米的凹坑，在该微米级结的侧壁及底壁上又进步一酸蚀出尺度更小的微米级及亚微米级的凹坑结构。草酸处理后多孔分层结构，增强了表面的三维立体感，大大增大了种植体的表面积。

（3）碱处理：草酸处理后的种植体用NaOH溶液处理，其中NaOH的质量浓度为0.1%至饱和，处理温度为0℃至沸腾，处理时间为0.1~120分钟，其中最佳质量浓度为1%~30%，最佳处理温度为60℃~90℃，最佳处理时间为5~60分钟。经过碱处理，在微米级、亚微米级结构上又构建了一层纳米级的网状结构，该结构具有三维立体结构，与破骨细胞作用后脱矿的胶原网结构相似。

本发明的另一个目的是提供所述方法在制备多尺度多孔复杂结构的种植体表面中的应用。

本发明旨在构建具有三维的多尺度复杂结构种植体表面，模拟生理状态下体内新骨形成的形貌环境，草酸处理后多孔分层结构，增强了表面的三维立体感，大大增大了种植体的表面积。经过碱处理，在微米级、亚微米级结构上又构建了一层纳米级的网状结构，该结构具有三维立体结构，与破骨细胞作用后脱矿的胶原网结构相似。该表面不仅可加速种植体表面的骨整合有助于种植体的长期稳定性，而且具有显著的抗菌性能，可以抑制种植初期的感染，可以进一步提高种植成功率。

本发明创制了一种兼具成骨性能和抗菌性能的微纳复合纯钛种植体表面。该表面具有比临床上应用最广泛的SLA高的成骨活性和优异的抑菌性能，具有广泛的应用前景。对于扩大口腔种植适应症、缩短种植修复疗程、降低种植相关的感染、提高种植成功率有十分重要的意义。 

附图说明  

图1是草酸处理后的钛片经1% NaOH 80℃处理不同时间后的扫描电镜图。

图2是草酸处理后的钛片经5% NaOH 80℃处理不同后时间的扫描电镜图。

图3 是草酸处理后的钛片经10% NaOH 80℃处理不同时间后的扫描电镜图。

图4是 XRD 分析。所有表面具有相同的XRD图谱。L（low）为1% NaOH处理组，L1，L2，L3分别为处理5分钟，10分钟，20分钟。M（middle）为5%NaOH处理组，H（hight）为10% NaOH处理组，命名方式与L组相同。

图5是碱性磷酸酶活性检测。

图6是骨钙素分泌量检测。

图7是大肠杆菌在各种表面上的粘附情况荧光染色。

图8是金葡菌在各种表面上的粘附情况荧光染色。

具体实施方式