一种表面多孔生物活性种植体及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医用生物植入材料领域，具体涉及一种表面多孔生物活性种植体及其制备方法。
【背景技术】
[0002]钛及钛合金材料用于人体植入物已经有30多年历史，现在也是最主要的骨科植入物、口腔科植入物等材料。钛及钛合金作为植入材料，特别是永久性植入材料如人工关节、人工椎间盘、牙种植体等，必须使人体组织和金属植入物表面发生直接作用，才能使植入物与周围组织融合，并形成良好的骨性结合。随着生物医学工程和表面处理技术的发展，通过各种现代技术手段对钛及钛合金表面改性,可大幅改善植入材料的生物相容性、生物活性、抗腐蚀能力等。常规的处理方法一般包括:阳极氧化、喷涂技术、喷砂-酸蚀处理、碱处理、热处理等。
[0003]在中国专利200610136835.5 “一种多孔结构钛种植体及制备方法”中对多孔外层进行碱热处理，仿生沉积羟基磷灰石，中国专利200710016777.7 “一种高生物活性表面多孔种植体复合材料制备方法”中提供了生物相容性好，骨牢固结合，骨内愈合期短的种植体材料，中国专利200410062209.1“在纯钛牙种植体表面制备具有生物活性多孔结构的方法”可以实现紧密的生物化学结合，提高牙种植体的临床成功率；都存在着制备工艺复杂，成本太高的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种利用三维打印技术工艺简单，孔径精确可调的表面多孔生物活性种植体及其制备方法。
[0005]实现本发明目的的技术方案是一种表面多孔生物活性种植体；包括由纯钛粉或钛合金粉末通过3D打印形成的孔径是10-250 μ m，表面沉积羟基磷灰石涂层厚度是0.01-20 μ m的微孔种植体。
[0006]优选的所述轻基磷灰石涂层厚度是I μ m。
[0007]一种表面多孔生物活性种植体的制备方法，将纯钛粉或钛合金粉末通过3D打印技术形成孔径是10-250 μ m的微孔种植体；将得到的微孔种植体进行除油清洗处理；然后用5mol/L的NaOH，在80°C下进行碱热处理，之后经烧结处理后随炉冷却；再将得到的微孔种植体置于模拟体液中，在处理温度是37.5°C下，经矿化1-10天在表面形成羟基磷灰石涂层厚度是0.01-20 μ m ;最后将得到的微孔种植体采用纯化水超声清洗5min，经冲洗后清洗包装。
[0008]优选的所述除油清洗处理是用1%MICR090清洗液除油，用30wt%-75wt%的浓硫酸和8wt%-20wt%的浓盐酸在50-80°C下进行酸洗5_15min，并用水冲洗干净。
[0009]优选的所述烧结处理是在真空度为10Pa的真空烧结炉内进行，在400— 700°C下进行煅烧0.5-1.5h。
[0010]优选的所述模拟体液是SBF标准溶液，所述羟基磷灰石涂层的厚度小于等于I μ m0
[0011]优选的所述SBF标准溶液的组分是Na+是142.0m mol/L，K+是5.0m mol/L，Mg2+是1.5m mol/L, Ca2+ 是 2.5m mol/L, Cl 是 147.8m mol/L, HCO3 是 4.2m mol/L, HPO42 是 1.0mmol/L, SO42 是 0.5m mol/L。
[0012]优选的所述羟基磷灰石涂层中含有微量的氟元素和\或锌元素。
[0013]本发明具有积极的效果:(I)采用三维打印技术可以简单高效地形成具有生物活性的多孔三维结构，工艺过程简单，能够进行个性化定制种植体。
[0014](2)种植体表面形成大直径孔洞，孔径可调并精确控制；3D打印的微坑可以控制在50微米以上，这个空间利于骨细胞长入，使得植入物和组织结合强度更高，具有的高表面能有利于骨组织的早期愈合。
[0015](3)这种种植体可以提高纯钛植入物的生物活性，加快种植体表面的骨沉积，缩短组织愈合时间；并使种植体与周围骨组织之间形成骨性结合，提高种植体稳定性。
[0016](4)表面仿生矿化的一层羟基磷灰石，具有和人体骨骼类似的磷灰石结构，能够诱导骨组织生长，加快骨愈合。
[0017](5)羟基磷灰石涂层中添加微量的氟元素和\或锌元素可以加快骨愈合。
【具体实施方式】
[0018]将纯钛粉或钛合金粉末通过3D打印技术形成孔径是10-250 μ m的微孔种植体；将得到的微孔种植体用1%MICR090清洗液除油，用50wt%-75wt%的浓硫酸和8wt%_20wt%的浓盐酸在50-80°C下进行酸洗5-10min，并用水冲洗干净；然后用5mol/L的NaOH，在80°C下进行碱热处理，之后在真空度为0.1Pa的真空烧结炉内进行，在400— 700°C下进行煅烧0.5-1.5h后随炉冷却；再将得到的微孔种植体置于模拟体液SBF中，在处理温度是37.5°C下，经矿化1-10天在表面形成厚度小于Iym轻基磷灰石涂层厚度是0.01-20 μ m ;最后将得到的微孔种植体采用纯化水超声清洗5min，经冲洗后清洗包装。
[0019]羟基磷灰石涂层除了仿生矿化，还可以通过电化学沉积、磁控溅射、等离子喷涂、溶胶-凝胶法等方法制得。
[0020]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种表面多孔生物活性种植体；其特征在于:包括由纯钛粉或钛合金粉末通过3D打印形成的孔径是10-250 μ m,表面沉积羟基磷灰石涂层厚度是0.01-20 μ m的微孔种植体。
2.根据权利要求1所述表面多孔生物活性种植体；其特征在于:所述羟基磷灰石涂层厚度是I μ m。
3.一种表面多孔生物活性种植体的制备方法，其特征在于:将纯钛粉或钛合金粉末通过3D打印技术形成孔径是10-250 μ m的微孔种植体；将得到的微孔种植体进行除油清洗处理；然后用5mol/L的NaOH，在80°C下进行碱热处理，之后经烧结处理后随炉冷却；再将得到的微孔种植体置于模拟体液中，在处理温度是37.5°C下，经矿化1-10天在表面形成羟基磷灰石涂层厚度是0.01-20 μ m ;最后将得到的微孔种植体采用纯化水超声清洗5min，经冲洗后清洗包装。
4.根据权利要求3所述的表面多孔生物活性种植体的制备方法，其特征在于:所述除油清洗处理是用1%MICR090清洗液除油，用30wt%-75wt%的浓硫酸和8wt%-20wt%的浓盐酸在50-80°C下进行酸洗5-15min，并用水冲洗干净。
5.根据权利要求3所述的表面多孔生物活性种植体的制备方法，其特征在于:所述烧结处理是在真空度为10Pa的真空烧结炉内进行，在400— 700°C下进行煅烧0.5-1.5h。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的表面多孔生物活性种植体的制备方法，其特征在于:所述模拟体液是SBF标准溶液，所述羟基磷灰石涂层的厚度小于等于I μ m。
7.根据权利要求6所述的表面多孔生物活性种植体的制备方法，其特征在于:所述SBF标准溶液的组分是 Na+是 142.0m mol/L,K+是 5.0m mol/L,Mg2+是 1.5m mol/L, Ca2+是 2.5mmol/L, CF 是 147.8m mol/L, HCOf 是 4.2m mol/L, HPO广是 1.0m mol/L, SO42-是 0.5m mol/L0
8.根据权利要求6所述的表面多孔生物活性种植体的制备方法，其特征在于:所述羟基磷灰石涂层中含有微量的氟元素和\或锌元素。
【专利摘要】本发明涉及一种表面多孔生物活性种植体及其制备方法，将纯钛粉或钛合金粉末通过3D打印技术形成孔径是10-250μm的微孔种植体；将得到的微孔种植体进行除油清洗处理；然后用5mol/L的NaOH，在80℃下进行碱热处理，之后经烧结处理后随炉冷却；再将得到的微孔种植体置于模拟体液中，在处理温度是37.5℃下，经矿化1-10天在表面形成羟基磷灰石涂层厚度是0.01-20μm；最后将得到的微孔种植体采用纯化水超声清洗5min，经冲洗后清洗包装；解决了制备工艺复杂的问题，利用三维打印技术工艺简单，孔径精确可调。
【IPC分类】A61L27-56, A61L27-06, B22F3-11, A61L27-12
【公开号】CN104689370
【申请号】CN201310647192
【发明人】罗志聪, 祝伟宁, 赖红昌
【申请人】江苏创英医疗器械有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月4日