[发明专利]一种具有微纳分级通透性的钛表面材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及口腔种植及口腔颌面部赝复体修复领域，更具体地讲，涉及钛表面形成微纳分级通透性结构的方法。

背景技术

目前认为钛表面结构需具有微－纳分级，规则有序，有一定的粗糙度及亲水性。此外，在生物学的角度上，具有一定通透性的表面互穿结构可以促进细胞间的新陈代谢及体液交换，从而有利于材料表面的骨整合。

主流种植体的表面形貌特点简要介绍：

ITI于2005年提出的SLActive技术，即在氮气保护下，250-500μm AL₂O₃大颗粒喷砂＋125-130℃ HCI＋H₂SO₄酸蚀5min，形成表面具有超亲水性的微米、亚微米级表面结构。缺点：该结构未形成纳米级结构，且有文献报道超亲水性及超疏水性都会对细胞与材料表面的结合产生负面影响（Alison G Harvey, Ernie W Hill, Ardeshir Bayat, et al. Designing implant surface topography for improved biocompatibility. Expert Rev. Med Devices 2013，10(2),257-267），该结构无连通性，不利于细胞间的物质交换及新陈代谢。

Nobel采用阳极氧化方法对于种植体表面进行处理：硝酸钠甲醇溶液为电解液，小于800℃和小于2h氧化处理得到不同厚度和不同Ti/O比的无定形TiO₂，经热处理转化成锐钛矿型的TiO₂。缺点：该结构未形成微纳分级结构，且各个纳米孔无连通性，不利于细胞间的物质交换及新陈代谢。

有研究通过阳极氧化＋酸蚀的方法得到具有分级多孔的海绵状结构，该材料具有2-6μm／10-100nm的表面形貌，其氧化膜厚度在550nm（Pinliang Jiang，Longxiang Lin，Fan Zhang，et al. Electrochemic al construction of micro-nano spongelike structure on titanium substrate for enhancing corrosion resistance and bioactivity. Electrochimica Acta 2013，107:16-25），缺点：该结构表面微米孔径过小，且表面氧化层薄，表面锐利，不利于成骨细胞粘附。且试验条件复杂、苛刻，可重复性差。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种使得种植体表面形貌微纳分级、规则有序并具有通透性结构的喷丸、酸蚀、碱化热处理的复合工艺。

本发明的第二个目的在于提供具有微纳分级通透性表面形貌的种植体。

为实现以上目的，本发明公开以下技术方案：一种具有微纳分级通透性的钛表面材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）喷丸：喷丸角度为45°—60°，工作距离为1.5cm，运用直径400μm的SiO2球对钛片喷丸30－50s形成表面粗化，压力为0.4-0.5MPa；

（2）酸蚀：应用HCL和H₂SO₄在80℃下对粗化表面酸蚀30－60min，去除表面杂质；

（3）碱化热处理：将步骤（2）获得的钛片在80℃下应用5mol/L NaOH 进行碱化热处理2—6小时，得到具有微纳分级、规则有序的通透性表面形貌。

作为一个优选方案，步骤（1）中喷丸时间为40s，压力为0.5MPa。

作为一个优选方案，步骤（2）中HCL浓度为5.8mol/L，H₂SO₄浓度为8.96mol/L。

作为一个优选方案，步骤（2）中酸蚀时间为30min。

作为一个优选方案，步骤（3）中碱化热处理时间为4小时。

为实现本发明第二个目的，本发明提供利用上述方法制备获得的具有微纳分级通透性表面形貌的种植体。