[发明专利]一种牙种植体表面生物梯度涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物医学领域，尤其是涉及一种牙种植体表面生物梯度涂层的制备方法。

背景技术

钛具有良好的力学性能和生物相容性，是生物医学中常用的金属植入材料。但钛的生物活性较差，植入体内后与周围骨组织之间的结合只是机械嵌合，不能形成有效的骨性结合，植入体内后容易发生松动和脱落。因而，对钛种植体表面的改性研究就成为近年来生物材料研究的热点。其中，作为与人骨无机质有相似的化学成分和晶体结构的羟基磷灰石生物陶瓷（hydroxyapatite, 简称HA），因显示出优异的生物活性和促进骨组织再生能力，被广泛应用于钛金属表面的改性研究。因为材料的生物相容性和生物活性主要体现在材料的表面，其生物学行为是一种界面行为，所以采用不同工艺方法将HA生物陶瓷涂覆在钛基体表面，制备钛基羟基磷灰石生物陶瓷涂层，可实现由金属基体提供骨修复和替换材料所需的力学强度，同时表层的羟基磷灰石生物活性涂层与体内骨组织形成良好的骨整合而达到锚定种植体的目的。

尽管HA表面涂层技术越来越成熟，但单纯的HA晶体始终存在脆性大、抗折强度低，与钛基结合强度低等问题，极大地限制了临床应用。后来的研究着重于磷灰石复合涂层的制备，通过有机/无机或金属/非金属的搭配模式，在磷灰石中复合蛋白、多糖、生长因子等高分子化合物或金属及其衍生物等来构建复合涂层，从生物活性、溶解性或结合强度等方面得以改善磷灰石涂层的性能。但这些研究始终没改变单一性质涂层的本质，无法同时满足涂层在结合强度、生物活性和溶解性等方面的要求。随着临床对种植体的要求越来越高，以及生物材料学研究的不断发展，单一性质的涂层已经不能满足临床需要，采用单一的涂层就想同时获得理想的生物活性、溶解性、机械性能及结合强度几乎是不可能的。对钛表面磷灰石涂层的梯度设计和功能设计，己经成为了种植体生物材料表面改性研究领域中最有前景的一个方向和热点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有高结合强度，具有多个涂层，具有适宜降解度磷灰石复合涂层的牙种植体表面生物梯度涂层的制备方法。

本发明采用以下技术方案：一种牙种植体表面生物梯度涂层的制备方法，其特征是包括包括牙种植体，对牙种植体进行以下步骤的操作：

第一步，将钛片用SiC金相砂纸打磨、清洗、干燥后设置在牙种植体表面形成钛基底层；

第二步，在钛基底层表面制备La-HA/TiO₂复合涂层，生成梯度TiO₂/La-HA=（100-x）/ x，其中x=20~80，实现涂层热膨胀系数和弹性模量的梯度过渡；

第三步，在La-HA/TiO₂复合涂层表面制备HA涂层；

第四步，将牙种植体置于含有La的磷灰石/胶原溶液中，在表面形成磷灰石/胶原涂层。

作为一种改进，La-HA/TiO₂复合涂层和HA涂层的制备通过溶胶凝胶法实现，所述第二步中La-HA/TiO₂复合涂层采用第一溶胶凝胶法制备，第一溶胶凝胶法制备包括以下步骤：

[1] La-HA溶胶的配制：采用Ca(NO₃)₂·4H₂O和P₂O₅作为前驱体，将含有P的无水乙醇溶液均匀滴加到含Ca的无水乙醇溶液中，保持溶液中Ca/P=5/3，并继续加入含有La的无水乙醇溶液，无水乙醇溶液中La和(Ca+La)的比例达到La/(Ca+La)= 1/5，磁力搅拌后陈化形成溶胶；

[2] Na₂Ti₆O₁₃溶胶的配制：将钛酸丁酷(TiPT)溶于无水乙醇形成TiPT溶液，在TiPT溶液中加入HNO₃、H₂O、NaNO₃，TiPT ：HNO₃ ：H₂O ：NaNO₃= 3 ：1.5 ：12 ：1，在室温下恒温用磁力搅拌器搅拌制备出Na₂Ti₆O₁₃溶胶；

[3] La-HA/TiO₂溶胶的配制：通过在La-HA溶胶中添加Na₂Ti₆O₁₃溶胶，制出La-HA/TiO₂溶胶；