一种钛合金牙种植体表面复合涂层的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于口腔钛合金牙种植体表面改性技术领域，具体涉及一种钛合金牙种植体表面复合涂层的制备方法。
【背景技术】
[0002]现代的口腔种植技术起源于本世纪三十年代，五十年代中期，瑞典哥德堡大学Branemark和Albrektsson教授在骨髓腔内微血管血流状态研宄课题中，使用了高纯度钛作为植入材料，并且对植入动物体内的钛材料进行了长期的观察，发现纯钛与机体生物相容性很好，纯钛与兔子的胫骨产生了异常牢固的结合。Branemark教授提出了骨结合的概念，即是指在负重的种植体和有生命的骨组织之间一种直接牢固的结合。骨结合理论的提出为口腔种植学的形成奠定了基础，实现了牙种植的第一次飞跃。近年来在口腔种植体植入技术基础上发展起来的种植外科为口腔种植学带来了第二次飞跃，使种植区的局部因素不再是绝对的禁忌症。口腔修复已经从针对传统方法难以修复的无牙颁以及游离端缺牙发展到可以修复所有类型的缺牙。
[0003]随着种植体的发展，对牙种植体成功率的要求不断提高，为了赋予牙种植体更好的生物活性和骨整合性能以满足缩短愈合周期的治疗需求，还需对钛合金牙种植体进行表面改性处理。种植体的表面有多种类型，包括机械光滑表面、氧化表面、钛浆喷涂表面、羟磷灰石涂层表面、喷砂加酸蚀表面、多球状表面，以及混合型(即两种或两种以上表面的组合方式)等。目前还不断地有新的表面处理方式出现，如纳米钛表面处理方式、纳米羟磷灰石涂层表面处理方式等。牙种植体表面虽然有多种形式，但从大的分类来说，可分为粗糙表面和机械光滑表面。虽然不同粗糙表面处理骨结合效能在不同报道中略有差异，但粗糙表面比光滑表面更有利于骨结合已经得到大多数学者的认可。尽管近年来人们运用多种表面工程的方法对提高医用钛合金材料的综合性能开展了大量的工作并取得可喜的进展，但涂层与钛合金基体的界面结合强度较低仍是困扰该类技术临床应用的瓶颈问题。且骨科内植物在力学环境和生物液体的侵蚀的共同作用下，涂层容易脱落、溶解，造成材料的生物活性降低、使用寿命缩短。另外一个难题是涂层与基体之间存在额外界面，使骨整合长期维持复杂化。因此，非涂层的表面粗化引起人们的重视，并且已有研宄发现钛合金植入体表面特殊的拓扑结构亦可主动、快速诱导细胞与组织粘附与分化，加速骨整合，且骨结合性能优越。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种钛合金牙种植体表面复合涂层的制备方法，该方法将喷砂处理、酸蚀处理与电化学去合金化处理的工艺过程相结合，在钛合金牙种植体表面形成具有梯度分布的微孔洞的复合涂层，该钛合金牙种植体植入人体后表面的微孔洞能够加速骨愈合，并提高钛合金牙种植体与骨组织的骨整合性能，大大改善钛合金牙种植体植入人体后的长期稳定性和服役性能。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种钛合金牙种植体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0006]步骤一、对待处理的钛合金牙种植体表面进行喷砂处理，然后对喷砂处理后的钛合金牙种植体进行超声清洗和真空干燥；所述喷砂处理的喷砂压力为0.6MPa?1.0MPa,喷砂角度为50°?85°，喷砂距离为2cm?4cm，喷砂时间为40s?120s ;
[0007]步骤二、将步骤一中真空干燥后的钛合金牙种植体浸入第一酸液中，在温度为70°C?100 °C的条件下进行酸蚀处理，然后对酸蚀处理后的钛合金牙种植体进行超声清洗和真空干燥；所述酸蚀处理的时间为5min?30min ；
[0008]步骤三、利用氮气吹扫步骤二中真空干燥后的钛合金牙种植体，然后将氮气吹扫后的钛合金牙种植体浸入第二酸液中，以钛合金牙种植体为工作电极，铂电极为辅助电极，在电压为IV?5V的条件下对钛合金牙种植体进行电化学去合金化处理；所述氮气吹扫的时间为1min?30min，所述电化学去合金化处理的时间为0.5h?4h ;
[0009]步骤四、对步骤三中电化学去合金化处理后的钛合金牙种植体进行超声清洗，真空干燥后在钛合金牙种植体表面生成复合涂层。
[0010]上述的一种钛合金牙种植体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述喷砂处理采用的砂粒为白刚玉砂、棕刚玉、硅砂、钛砂、碳化硅或玻璃珠。
[0011]上述的一种钛合金牙种植体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，所述喷砂处理采用的砂粒为白刚玉砂。
[0012]上述的一种钛合金牙种植体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，所述砂粒的粒度为38 μ m?104 μ m。
[0013]上述的一种钛合金牙种植体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述喷砂处理的喷砂压力为0.6MPa?0.8MPa，喷砂角度为65。?85。，喷砂距离为3cm?4cm，喷砂时间为50s?70s。
[0014]上述的一种钛合金牙种植体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述钛合金为T1-6A1-4V钛合金、T1-6Al-7Nb钛合金或T1-3Zr-2Sn-3Mo_25Nb钛合金。
[0015]上述的一种钛合金牙种植体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤二中所述第一酸液由硫酸溶液、盐酸溶液和去离子水按体积比1:1: (I?3)混合而成，所述硫酸溶液的质量浓度为50%?80%，所述盐酸溶液的质量浓度为5%?20%。
[0016]上述的一种钛合金牙种植体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤三中所述第二酸液由草酸溶液和硝酸溶液按体积比1: (I?3)混合而成，所述草酸溶液的质量浓度为3%?8%，所述硝酸溶液的质量浓度为4%?10%。
[0017]上述的一种钛合金牙种植体表面复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤一、步骤二和步骤四中所述超声清洗的具体过程为:先将钛合金牙种植体采用去离子水超声清洗5min?15min，然后采用丙酮超声清洗5min?15min，再采用无水乙醇超声清洗5min?15min。
[0018]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0019]1、本发明将喷砂处理、酸蚀处理与电化学去合金化处理的工艺过程相结合，在钛合金牙种植体表面形成具有梯度分布的微孔洞的复合涂层，该钛合金牙种植体植入人体后表面的微孔洞能够加速骨愈合，并提高钛合金牙种植体与骨组织的骨整合性能，大大改善钛合金牙种植体植入人体后的长期稳定性和服役性能。
[0020]2、本发明在钛合金牙种植体表面生成的复合涂层的微观粗造度很高，含有很高的表面能，使得复合涂层的亲水性能和细胞黏附性能很好，能够显著加速骨整合。
[0021]3、本发明的复合涂层由钛合金牙种植体表面选择性去除部分后得到，所以复合涂层表面粗化且不会剥落，没有在人体组织与钛合金牙种植体之间增加界面，因此生物安全性更好，该复合涂层中除含有微米级大孔(孔径约为50μπι?150μπι)夕卜，还含有纳米级微孔(孔径约为50n