[发明专利]一种新型BGC涂层的GF和PEEK复合材料人工牙的制备方法

说明书

本发明提供了一种新型BGC涂层的GF和PEEK复合材料人工牙的制备方法，本人工牙牙坯采用GF和PEEK复合材料来制备，复合材料的弹性模量和膨胀系数与人体骨骼相近，其韧性和耐疲劳可靠性好，且牙坯与植入部分表面喷涂的新型BGC涂层具有较强的粘结力和相近的膨胀系数，结合牢固，因此和常规钛金属人工牙相比，本发明人工牙的力学性能、生物相容和骨结合强度性更好，涂层也不容易脱落。由于新型BGC涂层喷涂在本人工牙植入部分的表面，会呈现微米纳米级多孔和沟槽结构和裸露的纳米羟基磷灰石颗粒粗糙面，由此可以促进细胞粘附，加速骨的早期修复。本人工牙所使用的材料价格不贵，制备工艺简单，容易生产，价廉物美，值得推广。

技术领域

本发明涉及一种人工牙的制备方法，具体是一种植入部位的表面带有新型生物活性玻璃陶瓷（BGC）涂层的玻璃纤维（GF）和聚醚醚酮（PEEK）复合材料人工牙的制备方法，属于牙科医疗器械技术领域。

背景技术

30年前我国首创了一种容易生产不需高压就可以烧结形成的生物活性玻璃陶瓷（BGC），其具有良好的生物相容性，化学性能稳定，强度高、硬度大。该材料于1986年9月通过省级鉴定，经大量动物试验和临床试用证明，该材料成骨速度快，与骨的结合稳定性好，结合强度大于同类的人工骨材料，因此用该材料作为人工牙植入部位的外部涂层来增强人工牙与人体骨的结合是一种良好的设想。当时选用钛金属作为人工牙坯，钛坯体表面经粗化后，用低熔点的玻璃作粘结剂，以生物活性玻璃陶瓷粉作涂层。由于生物活性玻璃陶瓷与钛的膨胀系数相差太大，坯体与涂层的结合度不好，因此带生物陶瓷涂层的钛种植牙在实用中一直存在争议，临床上只有少量试用，但我们一直没有放弃试用和研究，在对生物活性玻璃陶瓷作为表面涂层的特性进行研究改良的同时，我们还致力于寻找一种韧性和刚性兼备的材料作为人工牙坯材料。

聚醚醚酮（PEEK）树脂是一种具有高强度、高断裂韧性的塑料，其耐疲劳性可与合金媲美。医用PEEK树脂是通过美国食品和药品管理局FDA认证的最佳长期骨移植材料，我国也在2008年发布了YY/T0660-2008《外科植入物用聚醚醚酮（PEEK）聚合物的标准规范》。目前聚醚醚酮占植入材料的绝对统治地位，国内主要用在椎间融合器和髋关节置换，在种植牙领域尚未发现有用PEEK树脂复合材料作牙槽骨内植入材料。经研究发现PEEK树脂与玻璃纤维（GF）复合后能提高弹性模量和降低膨胀系数，调整玻璃纤维的比例还可以使复合材料的弹性模量和膨胀系数尽可能与人体骨骼相近，同时也能和生物活性玻璃陶瓷的特性相匹配，其韧性和耐疲劳可靠性更好。骨皮质的弹性模量是17～21Gpa，PEEK树脂的弹性模量是3～4Gpa，GF和PEEK复合材料的弹性模量是15～20 Gpa；PEEK树脂的膨胀系数是57PPM/k，玻璃纤维的膨胀系数是3PPM/k，充填40%的玻纤后膨胀的PEEK树脂的膨胀系数是18.31PPM/k，与骨骼相近。因玻璃纤维和PEEK树脂复合后限制了PEEK树脂分子链的运动，因此GF和PEEK复合材料与生物活性玻璃陶瓷具有较强的粘结力和相近的膨胀系数，所以结合牢固。

目前国际上主要还是沿用钛金属作人工牙种植体，其表面处理越来越细，随着纳米技术的发展，医用纳米材料倍受欢迎。据南京医科大学和山东省高等学校对氧化钛纳米颗粒动物试验研究表明，纳米氧化钛颗粒会引起骨细胞活动下降，激发细胞氧化应激反应，可诱导细胞凋亡。目前已发现多种人造纳米金属氧化物的毒性会引起细胞自噬凋亡，如纳米铜，纳米氧化钛、纳米氧化钕，正常自噬现象是一种自我保护，过度自噬则引起死亡，所以对人造纳米金属氧化物颗粒的毒性不可忽视。