[发明专利]具有PLLA/nHA表面活性涂层的仿人工骨材料人工牙的制备方法

说明书

本发明提供了一种具有PLLA/nHA表面活性涂层的仿人工骨材料人工牙的制备方法，包括PEEK复合材仿人工骨材料人工牙坯的制备、PLLA/nHA复合材料的制备和涂覆、表面降解处理三个步骤，本发明采用PEEK树脂与玻璃纤维复合材料制作人工牙坯，将PLLA/nHA复合材料牢固涂附在人工牙坯植入部分的表面上，再利用左旋聚乳酸比纳米羟基磷灰石降解快的特点，使涂层表面的左旋聚乳酸降解掉一部分，让涂层表面的纳米羟基磷灰石微粒更多地裸露出来，更有利于骨诱导和骨结合。通过本方法制备出来的人工牙，可充分发挥PEEK复合材料和PLLA/nHA复合材料的优秀特性，杨氏弹性模量与人体骨相近，可以避免遮挡现象，涂层稳定性好，降解时间与骨的生长周期相符，可长期使用。

技术领域

本发明涉及一种人工牙的制备方法，具体是一种植入部分具有左旋聚乳酸（PLLA）/纳米羟基磷灰石（nHA）表面活性涂层的仿人工骨材料人工牙的制备方法，属于牙科医用材料技术领域。

背景技术

瑞典医师布瑞马克发现钛有良好的生物相溶性，能和骨产生良好的结合，将其应用到牙种植上已有几十年的历史，人们都用惯了以钛作为牙种植材料，但钛作为牙种植材料也存在一些缺点，如：钛的杨氏模量太高，有遮挡现象，会释放金属离子导致金属潜在性过敏，还有讨厌的黑色，且生物活性不如羟基磷灰石（HA）等。为了解决这些问题，通常会在其表面涂附一层羟基磷灰石仿生涂层，但由于钛人工牙坯与HA仿生涂层膨胀系数相差大，难以形成稳定的结合。另外钛金属的弹性模量是105GPa，和自然骨的弹性模量17～21GPa相差太大，故应该用仿人工骨材料替代钛作人工牙坯。

聚醚醚酮（PEEK）树脂是一种具有高强度、高断裂韧性的塑料，其熔点是334℃，而玻璃化转化温度只有145℃，其耐疲劳性可与合金媲美，且具有良好的化学稳定性和生物相容性。PEEK树脂与玻璃纤维复合后，其抗弯模量、冲击强度、拉伸强度和弯曲强度均可大大提高，且弹性模量可以调节到17～21GPa，和人体骨骼非常接近，另外玻璃纤维可使材料的膨胀系数降低，接近人体组织，可以和人体骨骼相匹配，在很大程度上可减少植入后产生应力遮挡和松动现象。但由于PEEK树脂是生物惰性材料，难以和人体骨骼形成骨融合，限制了它作为骨修复材料的应用。在牙科应用领域，经我们研究发现，用PEEK树脂与玻璃纤维复合材制作人工牙坯用于替代钛人工牙坯，在特定工艺条件下，可以与仿生涂层形成牢固的结合，而且结合稳定性好，可长期使用。

羟基磷灰石（HA）是骨骼的主要成分，其具有良好的生物相容性和骨传导性，但由于其本身脆性大，不能作承重方面的应用，因此常用来作为人体仿生材料的涂层。根据“纳米效应”理论，纳米粒子表面积比微米粒子高出100倍，更高的表面积比可以提高粒子的活性，有利于与组织结合。水热法生成的各种单晶超细的纳米羟基磷灰石（nHA）接近自然骨的羟基磷灰石结构，如南京埃普瑞纳米公司生产的直径为20～40nm长度为115～310nm的针状nHA，其在600℃温度下稳定不团聚，作为人体仿生材料的涂层效果更好。但将纳米羟基磷灰石直接作为钛基人工牙涂层时，其与钛人工牙坯的结合度不好。

D型聚乳酸（PLA）是一种新型生物降解材料，其具有优良的生物相容性、生物可降解性和较好的力学性能，美国食品药品监督管理局FDA批准用于医用手术缝合线等，聚乳酸与羟基磷灰石复合后可形成一种三维多孔复合材料，骨细胞可以进入到三维孔隙或沟槽中，因此其具有良好的生物降解性和骨诱导性的双重优点。据武汉理工大学生物材料工程中心研究项目表明， 当取重量比为80%的PLA与20%的HA复合时，复合材料的力学性能可达到弯曲强度141.5Mpa、拉伸强度30～40Mpa、弯曲模量3～4.5Gpa。L型左旋聚乳酸（PLLA）的熔点比D型聚乳酸高，达到175～185℃，而L型左旋聚乳酸的降解速度比D型聚乳酸慢。将左旋聚乳酸（PLLA）与纳米羟基磷灰石（nHA）复合后形成的三维多孔复合材料可作为优良的支架材料，是组织工程研究的重点。但这种复合材料的力学性能不足以作为人工牙坯，可充分利用其生物降解性和骨诱导性好的特点，将其应用在人工牙仿生涂层上。根据北京化工学院张普敦教授的研究，PLLA/nHA的比例在100比30～40时，降解时间与骨的生长周期三个月相符。