骨活性珍珠质颗粒表面修饰钛种植体的方法
【专利摘要】骨活性珍珠质颗粒表面修饰钛种植体的方法，使所述钛种植体以珍珠质颗粒作为喷砂粒子，对钛种植体表面进行喷砂处理，喷砂后无需酸处理去除残留砂粒。本发明的优点在于：采用珍珠颗粒作为喷砂颗粒，不但在钛种植体表面可以形成粗糙结构，而且残留的珍珠颗粒还有利于诱发骨组织生长，避免了使用无机盐喷砂导致钛金属表面残留酸和其它金属离子的弊端。
【专利说明】
骨活性珍珠质颗粒表面修饰钛种植体的方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种钛种植体的表面修饰方法。
技术背景
[0002]金属钛及钛合金因其具有优异的力学性能，与骨弹性模量较为接近，生物相容性好的优点而广泛应用于骨植入物材料中。但钛和钛合金作为骨植入物材料仍然存在骨生物活性不高的问题。通常需要对作为骨植入物材料的钛和钛合金的表面进行表面改性处理。在这些表面改性处理技术中，主要有以下两种:1、以各种方法在钛金属表面涂覆生物材料以提高生物活性，这些生物材料包括羟基磷灰石涂层，生物大分子涂层等;2、应用喷砂酸蚀等技术来改造植入物表面微观物理形貌和化学成分，形成粗糙多孔表面，提高骨植入物材料与骨组织的结合面积，从而在临床上加快骨愈合速度并改善骨结合强度。
[0003]中国专利(CN1817319A)公开了一种在纯钛牙植入物表面制备具有生物活性多孔结构的方法，该方法包括将纯钛植入物进行干喷砂、双重酸处理、双氧水及热处理等，即可得到具有多级孔洞形貌的植入物。但是经过喷砂后的骨植入物表面一定会有残留颗粒。而现有技术中用于喷砂的颗粒通常选自三氧化二铝、氧化锆、二氧化铈、碳化硅、二氧化钛、不溶性磷酸盐、不溶性钙盐及不溶性镁盐等无机盐，这些残留颗粒释放到组织中将可能诱发炎症或疼痛，最终导致骨植入物的松动和种植失败。尤其是铝盐，还将对人体的中枢神经系统造成损害。
[0004]为了克服使用无机盐喷砂造成的喷砂颗粒残留导致骨植入物的松动和种植失败的问题，中国专利CN1586427A披露了一种在金属牙种植体表面制备珍珠质天然涂层的方法:在养殖2?6年的蚌内置入金属牙种植体;蚌的上皮细胞自行在金属牙种植体表面分泌珍珠质;养殖I?6个月，使金属牙种植体表面生长出天然珍珠质生物涂层;取出金属牙种植体，经过磨削加工涂层，得到形状和尺寸符合植入要求的涂层。珍珠质具有极其优良的骨相容性，但是在金属牙种植体表面制备珍珠质天然涂层的方法存在的缺点是:无法控制珍珠质涂层在金属牙种植体表面的均匀性，从蚌中取出金属牙种植体后还需要对金属牙种植体进行外形修正才能使用，制备的周期长。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术在对金属骨植入物的表面改性方法上存在的上述缺点，本发明提供了一种使用珍珠质作为金属骨植入物的表面改性层，又能够使珍珠质层均匀性好的骨活性珍珠质颗粒表面修饰钛种植体的方法。
[0006]骨活性珍珠质颗粒表面修饰钛种植体的方法，其特征在于:使所述钛种植体以珍珠质颗粒作为喷砂粒子，对钛种植体表面进行喷砂处理，喷砂后无需进行酸蚀去砂处理。
[0007]进一步，作为喷砂粒子的珍珠质颗粒由天然珍珠经机械粉碎到粒径在1nm-1OOOum0
[0008]进一步，对钛种植体进行喷砂时，珍珠质颗粒气体形成的高速喷射束垂直或倾斜于钛种植体表面，钛种植体自转或位置固定;喷砂结束后，将钛种植体完全置入去离子水中进行温和冲洗，用磁力搅拌去离子水，搅拌速度为200转/分，更换去离子水三次、温和漂洗钛种植体;在将温和漂洗后的钛种植体置入新的去离子水中进行超声清洗;超声清洗后完全干燥钛种植体，获得钛种植体成品。所谓新的去离子水，指的是未清洗过钛种植体的去离子水。
[0009]珍珠质颗粒由天然珍珠颗粒粉碎获得不同大小的珍珠质颗粒(包括纳米、微米级别的珍珠质颗粒;珍珠质颗粒在不同空气压力和投射角度下对金属钛表面进行喷砂粗化以获得不同粗糙程度的钛金属表面。
[0010]喷砂后无需进行去砂处理，只需将喷砂后的钛金属表面漂洗干净即可。珍珠质是由珍珠蚌的上皮细胞分泌的物质。从微观上看，珍珠质由I微米左右厚度的文石结构的碳酸钙片聚集而成，片与片之间是20纳米左右后的大分子蛋白质。而珍珠质中的有机大分子蛋白质具有诱发人骨成骨细胞沉积骨组织的能力，大量的动物试验和临床结果表明，珍珠质颗粒能在体内促进新的骨组织生长，并与珍珠质形成紧密的化学结合;珍珠质内的天然有机大分子蛋白质则会进入周围的骨组织进一步促进新骨的生成。因此，虽然喷砂后钛种植体表面会有珍珠质颗粒的残留，但是这些残留的珍珠质颗粒不但不会妨碍骨细胞的生长，反而能够促进骨组织的生长。
[0011]获得表面存留有不同大小珍珠颗粒，不同粗糙程度的钛金属表面，获得具有缓慢释放珍珠质内骨诱导活性物质特性的粗糙钛金属表面，表面残留的珍珠质颗粒可以通过不同的清洗条件，控制残留的颗粒大小，避免了常规喷砂后钛金属表面残留其他金属的弊端。
[0012]本发明的优点在于:采用珍珠颗粒作为喷砂颗粒，不但在钛种植体表面可以形成粗糙结构，而且残留的珍珠颗粒还有利于诱发骨组织生长，避免了使用无机盐喷砂导致钛金属表面残留其它金属的弊端。
【附图说明】
[0013]图1是珍珠质颗粒在电镜下的图片。
[0014]图2是电镜下经过珍珠质喷砂后的钛种植体表面图片。
[0015]图3是对钛种植体表面残留的化学物质检测结果。
[0016]图4是钛种植体表面释放多肽物质与时间的关系图。
[0017]图5是钛种植体表面释放钙离子与时间的关系图。
【具体实施方式】
[0018]骨活性珍珠质颗粒表面修饰钛种植体的方法使所述钛种植体采用珍珠质颗粒作为喷砂粒子，对钛种植体进行喷砂处理，喷砂后无需进行酸蚀去砂处理。
[0019]作为喷砂粒子的珍珠质颗粒由天然珍珠经机械粉碎到粒径在10nm-1000um。
[0020]对钛种植体进行喷砂时，珍珠质颗粒气体形成的高速喷射束垂直或倾斜于钛种植体表面，钛种植体自转或位置固定;喷砂结束后，将钛种植体完全置入去离子水中进行温和冲洗，用磁力搅拌去离子水，搅拌速度为200转/分，更换去离子水三次、温和冲洗钛种植体；在将温和冲洗后的钛种植体置入新的去离子水中进行超声清洗;超声清洗后完全干燥钛种植体，获得钛种植体成品。所谓新的去离子水，指的是未清洗过钛种植体的去离子水。
[0021]珍珠质颗粒由天然珍珠颗粒粉碎获得不同大小的珍珠质颗粒(包括纳米、微米级别的珍珠质颗粒;珍珠质颗粒在不同空气压力和投射角度下对金属钛表面进行喷砂粗化以获得不同粗糙程度的钛金属表面。
[0022]喷砂后无需进行酸洗去砂处理，只需将喷砂后的钛金属表面漂洗干净即可。珍珠质是由珍珠蚌的上皮细胞分泌的物质。从微观上看，珍珠质由I微米左右厚度的文石结构的碳酸钙片聚集而成，片与片之间是20纳米左右后的大分子蛋白质。如图1所示的珍珠质颗粒在电镜下的图片。可见珍珠质颗粒尺度分散，多为微米级颗粒，也有纳米级的颗粒混杂，形态主要呈现长立方晶体形，也有部分不规则的尖角形态。
[0023]珍珠质中的有机大分子蛋白质具有诱发成骨细胞沉积骨组织的能力，大量的动物试验和临床结果表明，珍珠质颗粒能快促进骨组织的生长，并与珍珠质形成紧密的化学结合，有机大分子蛋白质层则进入周围的骨组织促进新骨的生成。因此，虽然喷砂后钛种植体表面会有珍珠质颗粒的残留，但是这些残留的珍珠质颗粒不但不会妨碍骨细胞的生长，反而能够快速诱发骨组织的生长。
[0024]获得表面存留有不同大小珍珠颗粒，不同粗糙程度的钛金属表面，获得具有缓慢释放珍珠质内骨诱导活性物质特性的粗糙钛金属表面，表面残留的珍珠质颗粒可以通过不同的清洗条件，控制残留的颗粒大小，避免了常规喷砂后钛金属表面残留其他金属的弊端。
[0025]如图2所示的经过珍珠质喷砂后的钛种植体表面具有均匀的粗糙度，珍珠质颗粒残留在钛种植体表面，散布或者嵌入钛种植体表面，钛种植体表面粗糙度呈现中等的粗糙程度。
[0026]如图3中对钛种植体表面残留的化学物质检测结果所示，XRD检测显示钛金属表面是纯净的碳酸钙，是来源于外来珍珠质颗粒喷砂物的主要成分(文石型碳酸钙)。
[0027]如图4所示的钛种植体表面释放多肽物质与时间的关系图和图5所示的钛种植体表面释放钙离子与时间的关系图表明，使用珍珠质颗粒喷砂后的钛种植体能够缓慢释放钙离子和多肽。钙离子和多肽能够快速诱发骨组织的生长，因此珍珠质颗粒喷砂处理后的钛种植体显示良好的骨生物活性，能够显著促进钛金属和骨之间的骨结合效率。
[0028]动物实验检测结果:
珍珠质颗粒喷砂的钛金属种植体与光滑钛金属种植体的扭力检测结果:将螺旋形同规格(直径3.5，长度6mm)的钛金属种植体分两组，每一组48个植入物，一共采用24个实验用大耳兔，在胫骨干骺端近侧分别植入表面光滑的钛金属种植体和经过珍珠质颗粒表面喷砂处理的钛金属种植体。然后在2，4，8，12周检测种植体扭出力矩。在每一个检测窗口期，经过珍珠质颗粒喷砂处理的钛金属种植体的扭出力矩均明显高于表面光滑的钛金属种植体组。
[0029]本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
【主权项】
1.骨活性珍珠质颗粒表面修饰钛种植体的方法，其特征在于:使所述钛种植体以珍珠质颗粒作为喷砂粒子，对钛种植体表面进行喷砂处理，喷砂后无需进行酸蚀去砂处理。2.如权利要求1所述的骨活性珍珠质颗粒表面修饰钛种植体的方法，其特征在于:作为喷砂粒子的珍珠质颗粒由天然珍珠经机械粉碎到粒径在I Onm-1 OOOum。3.如权利要求2所述的骨活性珍珠质颗粒表面修饰钛种植体的方法，其特征在于:对钛种植体进行喷砂时，珍珠质颗粒气体形成的高速喷射束垂直或倾斜于钛种植体表面，钛种植体自转或位置固定;喷砂结束后，将钛种植体完全置入去离子水中进行温和冲洗，用磁力搅拌去离子水，搅拌速度为200转/分，更换去离子水三次、温和漂洗钛种植体;在将温和漂洗后的钛种植体置入新的去离子水中进行超声清洗;超声清洗后完全干燥钛种植体，获得钛种植体成品。
【文档编号】A61L27/30GK105854081SQ201610304744
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】徐俊华
【申请人】徐俊华