[发明专利]一种牙科种植体表面处理方法

说明书

本发明公开了一种牙科种植体表面处理方法，所述处理方法包括步骤：a)在钛种植体表面构建抗磨损几何拓扑形态；b)在所述抗磨损几何拓扑形态内孵育TiO₂纳米管阵列；c)在所述TiO₂纳米管阵列表面进行载药处理。本发明提供的牙科种植体表面处理方法可以有效解决种植体在植入过程及负载时的摩擦磨损问题，以及种植体表面载药的缓释问题；可以有效增强骨结合和抗感染能力，从而提升骨代谢障碍人群的种植成功率。

技术领域

本发明属于种植体技术处理领域，具体地说，涉及一种牙科种植体表面处理方法。

背景技术

根据摩擦学理论及生物安全性要求，针对牙科种植体目前唯一可行的抗摩擦磨损设计是改变种植体的表面形貌参数。而在牙科种植领域，相关研究几乎是空白。

阳极氧化(anodic oxidation)是指金属或合金的电化学氧化反应，其过程主要是以各种强酸(如H₂SO₄、H₃PO₄和草酸)或弱酸性氟化物等为主制备电解质溶液。金属作为阳极，石墨或铂片为阴极，通过一定的直流电进行恒流或恒压电化学处理。在这个过程中，电解液中的氧或酸的阴离子可与阳极金属表面发生电化学作用并生成多孔氧化膜；且随着电解液中的氧阴离子的继续扩散，孔底部的氧化层不断向钛基底推进，膜的厚度和致密度可逐渐增大，电阻也随之变大，直至形成稳定的氧化膜。最终形成的TiO₂多孔氧化层厚度一般为100纳米至几个微米。该层结构与基体表面的结合力强，具有耐腐蚀、抗磨损等优点。

已有大量研究证明，钛及钛合金表面通过阳极氧化技术生成TiO₂纳米管阵列操作简单，且形成的TiO₂纳米管阵列形态规律，具有较大的比表面积。经模拟体液(SimulatedBody Fluid，SBF)浸泡试验表明，纳米管表面吸附着大量的羟基离子团，使得SBF中的钙磷元素能够均匀扩散进入到纳米管管状通道内从而形成大量形核位点，有利于结合多种物质(如生物大分子或抑菌剂等)形成复合结构，从而发挥多种用途。

但是，目前TiO₂纳米管作为药物载体应用于种植修复还存在以下两个问题：

①单一TiO₂纳米管表面粗糙度Ra值约为10nm，过于光滑的表面与结合物润湿性差，必须形成集合式规则阵列；

②TiO₂纳米管剪切强度低，表面容易被破坏而出现层脱现象，抗磨损能力有限，载药后难以在临床植入和早期负载时抵抗剪切磨损，无法满足体外实验中药物的释放浓度和持续时间的需求。

牙科种植体植入牙槽骨并受负荷的过程符合带润滑的固体摩擦模型。预备种植窝后植体旋入时由于过盈量ΔD的存在(指为保证初期稳定性预备的种植窝直径小于种植体直径的差值)，表面受侧向压力并先后与皮质骨和松质骨发生相对位移产生摩擦，导致滑动磨损；同时由于充盈着组织液膜，在功能性负载的作用下，甚至在形成骨结合后也还会发生微动磨损。这些都会导致种植体表层结构因磨损失效。

现在临床上使用的商品化钛种植体采用多螺纹及沟槽的宏观设计，表面处理技术有大颗粒喷砂酸蚀技术(Sandblasting and acid etching，SLA)、阳极氧化技术和双重酸蚀法等。处理后的种植体表面粗糙度Sa值均大于1.0μm，其机理都是应用各种手段在种植体表面形成类似骨组织的微结构(哈弗氏小管直径约100μm)或利于成骨细胞(大小约60μm，其较长的细胞突可结合细胞分泌的大分子蛋白)定植的微/纳结构，以诱导成骨细胞粘附、增殖、分化，增加骨-种植体表面的接触面积和亲水性，增大种植体-骨结合面积。目前在促进骨结合方面已取得了显著效果。