[发明专利]涂覆有掺锶聚磷酸钙涂层的骨修复用植入体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在骨/牙缺损修复治疗中植入人体内的生物医用材料，更为具体地说是涉及一种钛金属基植入体材料及其制备方法，属于生物医用材料技术领域。 

背景技术

金属植入体广泛用于骨损伤或口腔牙损伤修复治疗领域，如人工关节和牙种植体。将金属植入体植入人体内对骨损伤或口腔牙损伤进行修复治疗，植入手术能否成功的关键在于植入体植入骨组织后能否快速地向种植体表面生长并与表面牢固结合。目前使用的钛金属植入体，植入人体内需要长时间愈合生长才能与周围骨组织形成牢固地结合，且植入体与周围骨的组织结合面易发生纤维化结合，从而导致无菌性松动，这些情况给植入手术带来了风险。因此，针对这一问题的各式各样的表面处理方法随之产生，目的都是植入体与骨组织更好地结合。上世纪末以来国内外重点开展了不须高温过程的水热合成、溶胶凝胶、电解或电泳、以及仿生法将羟基磷灰石涂层材料或特种生物玻璃材料，涂覆于钛金属基体制备植入体，所制备的植入体其生物相容性相对于纯钛金属植入体都有不同程度地改善，但这些方法工艺复杂，产品成本高，不宜于商业化生产，且容易引入有害的杂质，限制了涂层的应用。 

等离子喷涂技术是使用高温等离子焰将涂层材料熔化后，使涂层材料熔体高速喷涂在基体上并迅速固化，制得所需涂层的技术。这一技术工艺成熟，成本低，涂层结合强度高，适合商业化推广。上世纪六、七十年代主要采用等离子喷涂方法制备羟基磷灰石涂层以改善植入体性能，但等离子喷涂过程是在10000℃以上的高温中进行，涂覆在钛金属基体上的小分子结构的羟基磷灰石物相容易发生改变，致使涂层的相结构复杂、涂层与基体之间存在很大的界面应力。 

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的旨在提供一种新的涂覆有掺锶聚磷酸钙涂层的骨修复用植入体及其制备方法，以解决现有技术制备的金属植入体存在的生物相容性差，生物组织与基体结合不良等问题。 

本发明所要解决的技术问题可通过以下技术方案得到的涂覆有掺锶聚磷酸钙涂层的骨修复用植入体得以实现。 

本发明提供的涂覆有掺锶聚磷酸钙涂层的骨修复用植入体，由钛金属基体表面涂覆掺锶聚磷酸钙(SCPP)涂层构成。 

在上述技术方案中，作为涂层材料的掺锶聚磷酸钙可以是各种晶型的掺锶聚磷酸钙，优选β晶型掺锶聚磷酸钙，简称为β-SCPP。β晶型掺锶聚磷酸钙是由无定形掺锶聚磷酸钙在700-900℃下焙烧制得。SCPP优选锶(Sr)元素摩尔含量为钙和锶两种元素摩尔总量1％到10％的SCPP。 

上述涂覆有掺锶聚磷酸钙涂层的骨修复用植入体，其制备方法主要包括以下步骤：

(1)将150目-300目之间的掺锶聚磷酸钙粉料用等离子喷涂设备吹喷掠过等离子焰喷涂在钛金属基体表面形成涂层，钛金属基体表面充分涂覆后，自然冷却即为植入体材料初级产品； 

(2)植入体材料初级产品清洗干燥后，于700-800℃下保温退火，充分退火后缓慢冷却，即为制备的植入体产品。 

在上述制备涂覆有掺锶聚磷酸钙涂层的骨修复用植入体的方法中，还可进一步采取以下技术措施。 

掺锶聚磷酸钙于700-900℃下充分焙烧，使之转化为β晶型掺锶聚磷酸钙并研磨至粉体。 

等离子喷涂设备用氮气将掺锶聚磷酸钙粉料吹喷掠过等离子焰喷涂在钛金属基体表面形成涂层，等离子焰工作气体是氮气，涂层在大气气氛下形成。 

掺锶聚磷酸钙粉料用等离子喷涂设备涂覆到钛金属基体表面的操作电流为400A-450A，操作电压为60V-70V。 

等离子喷涂设备的等离子喷头与钛金属基体涂覆面间的距离为10-12cm。 

掺锶聚磷酸钙粉料用等离子喷涂设备以恒速吹喷掠过等离子焰喷涂在钛金属基体表面形成涂层。 

钛金属基体涂覆面在涂覆β-掺锶聚磷酸钙前进行表面粗糙化处理，粗糙度控制在4-6μm。 

焙烧制备β-SCPP的原料SCPP，最好是采用无定型的粉体SCPP。掺锶聚磷酸钙的制备方法现有技术已有公开，因此可自行制备。