一种钻石烯种植体及制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于种植牙材料技术领域，特别涉及一种钻石稀种植体及制作方法。
【背景技术】
[0002]人工种植牙又称种植义齿，种植义齿学是口腔医学领域中发展最快、最令人兴奋的一门学科，是现代牙科学中不可分割的一部分。近30年来，口腔修复学领域里的一个突破性进展就是种植体在义齿修复中的成功应用，它彻底改变了传统义齿的支持、固位模式，实现了人工牙与颂骨的生物机械性结合，有效地改善了义齿的固位与稳定效果，咀嚼效率有效提高，恢复了缺牙患者的生活信心。随着社会经济的发展以及老年化的不断加剧，越来越多的患者需要并且选择种植义齿来修复口腔牙列缺损或者牙列缺失。它是用一种钛生物材料制成的金属种植体，直接种植到颂骨内，再在种植体上做牙冠(全冠义齿)或固位体，从而使义齿起支持、固位稳定作用，被称为人类的第三副牙齿。
[0003]口腔种植技术是通过外科手术将与人体有良好生物相溶性的种植体植入缺牙部位的颂骨内，作为人工牙根，待其与颂骨形成良好结合后，在其上部修复义齿。在生物医用材料中，与陶瓷和高分子材料相比，医用钛合金由于抗压和抗拉强度高、生物适应性好、可靠性高等优良的物理化学性能，在牙科、骨科等植入器械中应用广泛。钛元素对细胞有一定的毒性，1996年国际著名的JBJS杂志报道了二次手术从人体中取出的钛合金材料生锈严重、周围软组织充满了黑绣，这些因素易导致患者出现酸痛、酸胀不适等症状。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种性能好、使用寿命长且安全性高的钻石烯种植体及制作方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种钻石烯种植体，包括基体，基体上设有超细钻石烯层，超细钻石烯层的厚度小于3微米，钛合金基体上覆超细钻石烯层，可提高种植体的生物相容性能，可以共价键方式结合人体组织相容性的分子界面层，能够很好的与周围组织结合，对周围软组织和骨骼不会造成伤害，种植体不会出现生锈现象，对人体细胞没有毒性；覆上超细钻石烯层后，可提高种植体的机械强度和硬度，改善耐磨性能，可长期持久保持形状，不易松动，延长种植体的使用寿命；超细钻石烯层由层片状单晶结构的纳米钻石烯组成，同一片层的碳原子之间为sp3轨道杂化碳键连接，层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接，纳米钻石烯形貌为多层片状结构，形貌可控，分散性好，无抱团团聚现象发生，且粒径与片厚存在比例关系，同时同一片层的碳原子之间为sp3轨道杂化碳键连接，层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接，sp2杂化轨道碳键为不饱和建，使层与层之间有许多电子空位，电子空位方便电子自由出入，能够更好的与钛粒子等进行结合；纳米钻石稀的晶格间距为0.2lnm ;纳米钻石稀的平均粒径为R，20彡R彡500nm，纳米钻石稀粒径集中度高，粒径范围分布窄，粒径为20-500nm，粒径大小可控；纳米钻石稀的C含量为99?100%，结晶性非常强，对人体无毒副作用，可用于人体牙齿、骨头、关节等仿生材质的制备以及其表面处理，在本发明中可有效提高钻石烯种植体的生物相容性。
[0006]钻石烯种植体的制作方法，包括以下步骤:1)采用超声波法对基体进行表面净化处理；2)采用复合电镀法或超声波电镀法，以纳米钻石烯为原料，形成带有超细钻石烯层的钻石烯种植体。
[0007]步骤1)中超声波法的工艺参数为:使用频率为40 kHz -50kHz，环境温度为45 °C -60 °C，处理时间为lmin-2min，乳化剂采用浓度为25g/L_30 g/L的Na3P0jP浓度为5g/L-10 g/L 的乳化剂 0P。
[0008]步骤3)中复合电镀采用恒温方式；用调速电动搅拌器将搅拌速度调至为100r/min-1400r/min，连续搅拌溶液使纳米钻石稀悬浮于电镀液中；电镀时间为40min-60min，电镀温度为50°C _60°C，电流密度为0.5A/dm2-lA/dm2，电镀液PH值为3.5_4，经过电镀后，在基体的表面形成超细钻石烯层，形成的镀层表面光洁，硬度高且耐磨，使用寿命长。
[0009]纳米钻石烯的制备工艺，包括以下步骤:
酸洗提纯:将金刚石原料粉碎成8000目以上的细粉，依次采用浓硫酸与浓硝酸混合液、稀盐酸、氢氟酸对该细粉酸洗，然后使用去离子水清洗至清洗液pH接近于7 ?’分选:将清洗后的物料进行离心分离，取上层液体进行1-5天沉淀分选，去除上层清液，将下层沉淀物干燥后即得成品纳米钻石烯。
[0010]酸洗步骤前进行球磨整形和气流破碎，先将金刚石原料球磨整形并筛分出800目以上的细料；再将该细料输送至气流破碎机内粉碎并筛分出8000目以上的细粉。
[0011]在球磨整形步骤，金刚石经球磨整形桶的筛网筛出70目以上的颗粒，破碎时间为l-5h ;该颗粒经多级振筛机筛分出800目以上的细料，振筛时间为30min-2h ;在球磨整形步骤，筛分出的800目以上的细料重复过筛一次以上；在球磨整形步骤，70目以下的粗料返回球磨整形桶进行重新破碎；筛余物返回气流破碎机进行重新破碎；分选步骤中，离心时间为30min-2h，转速为8000rpm-15000rpm ;浓硫酸与浓硝酸混合液由质量分数为98%浓硫酸和质量分数为10%浓硝酸按照质量比为5:1混合而成；采用上述方法制备的纳米钻石烯，为层片状单晶结构，同一片层的碳原子之间为sp3轨道杂化碳键连接，层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接；粒度为20-500nm，C含量为99?100%，晶格间距为0.21nm。
【附图说明】
[0012]图1是本发明中实施例1的结构示意图；
图2是纳米钻石烯的XRD谱图；
图3是纳米钻石稀的TEM分析图；
图4是纳米钻石烯的MAS-NMR谱图；
图5是纳米钻石烯的原子轨道示意图；
图6是纳米钻石稀的Raman光谱。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
一种钻石烯种植体，如图1所示，包括基体1，基体1上设有超细钻石烯层2，超细钻石烯层2由层片状单晶结构的纳米钻石烯组成；超细钻石烯层2的厚度为2.8微米。层片状单晶结构的纳米钻石烯同一片层的碳原子之间为sp3轨道杂化碳键连接，层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接；纳米钻石稀的晶格间距为0.2lnm ;纳米钻石稀的平均粒径R为500nm ;纳米钻石烯的C含量为99?100%。
[0014]钻石烯种植体的制作方法，包括以下步骤:1)采用超声波法对基体进行表面净化处理；2)采用复合电镀法或超声波电镀法，以纳米钻石烯为原料，形成带有超细钻石烯层的钻石烯种植体。步骤1)中超声波法的工艺参数为:使用频率为40 kHz -50kHz，环境温度为45°C -60°C，处理时间为lmin-2min。步骤2)中复合电镀采用恒温方式；搅拌速度为100r/min-1400r/min ;电镀时间为 40min-60min ;电镀温度为 50°C -60°C。
[0015]实施例2
一种钻石烯种植体，其结构与实施例一保持一致，与实施例一的区别在于:超细钻石烯层的厚度为2.5微米，纳米钻石稀的平均粒径R为300nm。
[0016]实施例3
一种钻石烯种植体，其结构与实施例一保持一致，与实施例一的区别在于:超细钻石烯层的厚度为2微米，纳米钻石稀的平均粒径R为200nm。
[0017]实施例4
一种钻石烯种植体，其结构与实施例一保持一致，与实施例一的区别在于:超细钻石烯层的厚度为1.5微米，纳米钻石稀的平均粒径R为lOOnm。
[0018]实施例5
一种钻石烯种植体，其结构与实施例一保持一致，与实施例一的区别在于:超细钻石烯层的厚度为1微米，纳米钻石烯的平均粒径R为50nm。
[0019]实施例6
一种钻石烯种植体，其结构与实施例一保持一致