[发明专利]具螺纹构造生医植体结构及其选择性表面处理的方法

说明书

技术领域

本发明关于一种生医植体结构，特别是一种表面具有生物活性物质及纳米级孔洞的生医植体结构，以及对生医植体结构做表面处理的方法。

背景技术

一般而言，植体在植入人体后，必须避免引起组织周围发生病变，也就是植体不可释放或解离出有毒物质，也不能造成凝血(blood coagulation)或溶血(hemolysis)反应，因此在材料选择上首重生物相容性(biocompatibility)。

目前常应用于生医植体的金属材料为不锈钢、钛合金、铬-钴合金等，其中又以钛金属最常使用，除金属原有的机械性质佳外，当钛金属曝露于空气、水中或生物体内，会自发性生成高稳定性的氧化层而具有极佳的生物相容性，根据研究指出，锐钛矿(anatase)结构的二氧化钛薄膜可有效的提高蛋白质的吸附，而减少纤维组织的生成；但又因二氧化钛具有生物惰性的性质，若要将此植入物固定于骨头健康较差的生物体内，相对其与周围组织及本身骨头复原情况及效果将不如预期的好。

以牙根植体为例，若牙根植体选择具化学稳定性及表面平滑度的材料，则较不会产生毒性及刺激性，但此种材料表面光滑，几乎不会与周围组织产生反应及键结，因此会在牙根植体周围形成约0.1～10μm纤维包膜(fibrouscapsule)。

由于此包膜并非与牙根植体相连接，在包膜继续增厚的情况下，会阻断周围组织血流的供应，造成牙根周围组织废物的堆积导致发炎形成囊肿；另外，包膜钙化及硬化压迫到牙根植体周围组织，也会造成局部疼痛；此外，由于受应力不均匀，而造成牙根植体或周围组织受损、疼痛或人工牙根松脱的现象。

为了避免上述包膜的问题，传统工艺上会针对牙根植体表面进行表面处理。而对牙根植体表面进行处理的方式，包括针对牙根植体表面做蚀刻或内蚀孔洞化的喷砂处理、对牙根植体表面做被覆涂层处理，或是烧结颗粒于植体表面形成孔洞的烧结法。

针对传统的喷砂处理而言，由于喷砂处理是利用动能撞击，因此喷砂处理过后的牙根植体表面孔洞间的距离较大，大小尺寸不一，机械强度较弱；而且，孔洞深度在微米范围，对于细胞增生、贴附、分化并无太大的帮助；另外，表面处理完后，若无经过仔细清洁及消毒，容易在植入人体后造成过敏现象；此外，喷砂处理的孔洞生成的方式，因为没有选择性，因此在受力较大的部分会产生反应，牙根植体会因受力超过本身的杨氏系数而产生崩毁或形变。

而针对牙根植体表面做被覆涂层处理的方式，由于牙根植体表面与涂层彼此无任何化学键结，容易在植入人体后，经长时间下造成脱落现象而失去原有能力。

至于烧结法则是多采用高温下达到表面改质效果，但在高温过程中往往会造成牙根植体晶相产生变化而使得物理及化学性质改变，因此牙根植体材料的选择有所限制。

另外，针对牙根植体本身，为了促进牙周组织的骨质增生，也会加入各种生长材料。有关将活性材料披覆于金属材料上的方法有很多方式，其中最广泛接受的方式为等离子喷射法。等离子喷射法固定方式的问题在于，因为等离子喷涂是在1000℃高温下进行，除了生长因子沉积于载体上外，高温下会使生长因子不稳定而产生许多非结晶相，进而影响牙根植体与生长因子的纯度和结合度，加上牙根植体与生长因子的热膨胀系数不同，会造成接口间极大的应力，容易在植入人体经长时间与体液接触后，造成脱落现象而失去与组织间的结合力，而此方法也无法将生长材料稳定固定于多孔性质的牙根植体中。

在中国台湾专利申请TWO93117549中，提供一种具有吸盘式纳米孔洞的生医植入物及其制法，并揭露利用电化学方式在骨科植入物表面形成孔洞。利用该方法虽然可形成多个纳米孔洞，但其表面孔洞的特征为，在孔壁与孔壁之间是分开没有相连，植入物在整体机械强度上可能会过于薄弱，在植入物受力时，可能因独立孔洞结构，造成植体变形或崩塌。且其并未揭露如何将活性物质披覆于孔洞内的方法。

因此，如何克服上述牙根植体表面处理的缺陷，又能提供牙周组织骨质增生，同时兼顾植体结构的机械强度，是本发明所欲解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种孔洞选择性地在螺距生成的生医植体结构，其中生医植体结构表面具有螺纹及多个纳米级孔洞，该些孔洞仅分布在该些螺纹与螺纹之间的区域，生医植体结构可以因应用需求而再增加生物活性物质，加强与生物体相容性及骨整合性，因此，在所述的生医植体结构还包括一生物活性物质，分布于植体结构表层及该些孔洞中。