CN108478858A - 一种钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，包括如下步骤：使用砂粒对钛种植体进行喷砂抛光处理；使用酸蚀液对喷砂抛光处理后的钛种植体进行酸蚀抛光处理；将酸蚀抛光处理后的钛种植体置入电解液中进行阳极氧化处理；将阳极氧化处理后的钛种植体放入热处理装置中进行热处理。基于该方法制备的钛种植体具有纳米级形貌表面，更好的模拟骨组织的表面结构，更显著的生物学效应，其超亲水表层能够增大与湿润液体的接触性，有利于种植体‑骨界面的新骨形成，对种植成功有良好的促进作用。

Description

一种钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法
技术领域
本发明涉及一种医用口腔种植体的表面处理方法，尤其涉及一种钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法。
背景技术
钛金属是目前最为常用的牙科种植体材料，其具有良好的生物相容性、力学强度及优秀的抗腐蚀性，且密度较低接近于人体骨骼的密度。作为牙种植体，其与周围骨组织实现骨性结合是评价牙种植成功与否的重要标准之一。而种植体的表面处理是种植体骨结合重要的影响因素，通过对种植体表面进行改性，使种植体骨愈合时间缩短，骨结合速度加快和功能性负荷时间提前是现今口腔种植修复领域的研究重点和热点。天然骨组织中含有无机矿物质如羟基磷灰石、表面的胶原纤维等多种纳米成分，普遍理论认为种植体表面的纳米级形貌能够更好的模拟骨组织的机构，具有更显著的生物学效应。另外，超亲水性的表面能够增大与湿润液体的接触性，促进种植周围的新骨沉积进而改善骨整合，使负荷时间提前。目前商业应用的种植体常用的表面处理方法，大多为例如大颗粒喷砂酸蚀(SLA)这种单一的粗糙化种植体表面处理方法，其成骨作用有限，同时面临表面亲水性、亲骨性、种植体-骨界面的长期稳定性不理想等问题。
因此，针对现有技术不足，提供一种钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法以克服现有技术不足甚为必要。
发明内容
本发明提供一种钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，本方法步骤简单，对设备要求低，在钛种植体表面制备出的纳米级超亲水表层能够增大与湿润液体的接触性，有利于种植体-骨界面的新骨形成，对种植成功有良好的促进作用。
本发明的上述目的通过如下技术手段实现。
提供一种钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，包括如下步骤：
S1、使用砂粒对钛种植体进行喷砂抛光处理；
S2、使用酸蚀液对喷砂抛光处理后的钛种植体进行酸蚀抛光处理；
S3、将酸蚀抛光处理后的钛种植体置入电解液中进行阳极氧化处理；
S4、将阳极氧化处理后的钛种植体放入热处理装置中进行热处理。
进一步的，步骤S1中，所用砂粒为20～60目的氧化铝微粒。
进一步的，步骤S1中，所用喷砂抛光处理的喷砂距离为8～25cm，喷砂时间为15～32s。
进一步的，步骤S2中，所用酸蚀液为氢氟酸溶液。
进一步的，步骤S2中，所用酸蚀抛光处理的酸蚀时间为8～34s。
进一步的，步骤S3中，所用电解液为氢氟酸溶液。
进一步的，步骤S3中，所用阳极氧化处理的电压为17～32V，时间为18～65min，温度为15～33℃。
进一步的，步骤S4中，所用热处理的温度为300～600℃，热处理时间为1～8小时。
优选的，喷砂距离为10～20cm，喷砂时间为20～30s；酸蚀时间为10～30s，酸蚀液浓度为3％～7％；阳极氧化处理电压为20～30V，时间为20～60min，温度为20～30℃，电解液浓度为0.5％～1％；热处理温度为350～550℃，热处理时间为3～6小时。
优选的，喷砂距离为20cm，喷砂时间为20s；酸蚀时间为20s，酸蚀液浓度为5％；阳极氧化处理电压为22V，时间为30min，温度为20℃，电解液浓度为0.7％；热处理温度为450℃，热处理时间为4小时。
本发明运用物理方法和电化学方法相结合的表面处理方法克服了传统的表面处理效果不佳，容易产生不良反应的缺点，得到了具有纳米级形貌表面的钛种植体，该钛种植体具有更好的模拟骨组织的表面结构，更显著的生物学效应，其超亲水表层能够增大与湿润液体的接触性，有利于种植体-骨界面的新骨形成，对种植成功有良好的促进作用。
附图说明
利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明的钛种植体表面处理的流程图；
图2为本发明的钛种植体表面处理前的表面结构放大500倍的扫描电镜图；
图3为本发明的钛种植体表面处理后的表面结构放大1000倍的扫描电镜图；
图4为钛种植体表面处理前后的表面亲水性测试对比图，其中左边为未处理试样，右边为处理后试样。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1。
提供一种钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1、使用20～60目的氧化铝微粒对钛种植体进行喷砂抛光处理；喷砂距离为8～25cm，喷砂时间为15～32s。
S2、使用酸蚀液对喷砂抛光处理后的钛种植体进行酸蚀抛光处理；酸蚀时间为8～34s，酸蚀液为氢氟酸溶液。
S3、将酸蚀抛光处理后的钛种植体置入电解液中进行阳极氧化处理；阳极氧化处理电压为17～32V，时间为18～65min，温度为15～33℃，电解液为氢氟酸溶液。
S4、将阳极氧化处理后的钛种植体放入热处理装置中进行热处理。热处理温度为300～600℃，热处理时间为1～8小时。
本实施例运用物理方法和电化学方法相结合的表面处理方法克服了传统的表面处理效果不佳，容易产生不良反应的缺点，得到了具有纳米级形貌表面的钛种植体，该钛种植体具有更好的模拟骨组织的表面结构，更显著的生物学效应，其超亲水表层能够增大与湿润液体的接触性，有利于种植体-骨界面的新骨形成，对种植成功有良好的促进作用。
实施例2。
以一具体实例对本发明作进一步说明。
本实施例提供一种钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1、使用20～60目的氧化铝微粒对钛种植体进行喷砂抛光处理；喷砂距离为10～20cm，喷砂时间为20～30s。
S2、使用酸蚀液对喷砂抛光处理后的钛种植体进行酸蚀抛光处理；酸蚀时间为10～30s，酸蚀液为3％～7％氢氟酸溶液。
S3、将酸蚀抛光处理后的钛种植体置入电解液中进行阳极氧化处理；阳极氧化处理电压为20～30V，时间为20～60min，温度为20～30℃，电解液为0.5％～1％氢氟酸溶液。
S4、将阳极氧化处理后的钛种植体放入热处理装置中进行热处理。热处理温度为350～550℃，热处理时间为3～6小时。
本实施例条件下制备的纳米级形貌表面的钛种植体，其表面纳米结构尺寸更小，分布更加均匀，具有更显著的生物学效应，其超亲水表层与湿润液体的接触性更好，有利于促进种植体-骨界面的新骨形成。
实施例3。
以一具体实例对本发明作进一步说明。
本实施例提供一种钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1、使用20～60目的氧化铝微粒对钛种植体进行喷砂抛光处理；喷砂距离为20cm，喷砂时间为20s。
S2、使用酸蚀液对喷砂抛光处理后的钛种植体进行酸蚀抛光处理；酸蚀时间为20s，酸蚀液为5％氢氟酸溶液。
S3、将酸蚀抛光处理后的钛种植体置入电解液中进行阳极氧化处理；阳极氧化处理电压为22V，时间为30min，温度为20℃，电解液为0.7％氢氟酸溶液。
S4、将阳极氧化处理后的钛种植体放入热处理装置中进行热处理。热处理温度为450℃，热处理时间为4小时。
如图2所示，钛种植体表面处理前其表面无纳米级形貌，按照本实施例提供的方法表面处理后的钛种植体其表面纳米结构尺寸更小，分布更加均匀，如图3所示。对表面处理前后的钛种植体分别做表面亲水性测试，结果如图4所示，表面处理前的钛种植体表面与水之间的接触角远大于表面处理后的钛种植体表面与水之间的接触角，说明表面处理后，钛种植体表面亲水性更好，且从图中可以看出按照本实施例提供的方法表面处理后的钛种植体其表面与水之间的接触角几乎为零，说明该钛种植体表面纳米结构尺寸更小，分布更加均匀，具有更显著的生物学效应，其超亲水表层与湿润液体的接触性更好，有利于促进种植体-骨界面的新骨形成。
本发明运用物理方法和电化学方法相结合的表面处理方法克服了传统的表面处理效果不佳，容易产生不良反应的缺点，得到了具有纳米级形貌表面的钛种植体，该钛种植体具有更好的模拟骨组织的表面结构，更显著的生物学效应，其超亲水表层能够增大与湿润液体的接触性，有利于种植体-骨界面的新骨形成，对种植成功有良好的促进作用。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、使用砂粒对钛种植体进行喷砂抛光处理；
S2、使用酸蚀液对喷砂抛光处理后的钛种植体进行酸蚀抛光处理；
S3、将酸蚀抛光处理后的钛种植体置入电解液中进行阳极氧化处理；
S4、将阳极氧化处理后的钛种植体放入热处理装置中进行热处理。
2.根据权利要求1所述的钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所用砂粒为20～60目的氧化铝微粒。
3.根据权利要求2所述的钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，所用喷砂抛光处理的喷砂距离为8～25cm，喷砂时间为15～32s。
4.根据权利要求3所述的钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所用酸蚀液为氢氟酸溶液。
5.根据权利要求4所述的钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所用酸蚀抛光处理的酸蚀时间为8～34s。
6.根据权利要求5所述的钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，所用电解液为氢氟酸溶液。
7.根据权利要求6所述的钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，所用阳极氧化处理的电压为17～32V，时间为18～65min，温度为15～33℃。
8.根据权利要求7所述的钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，所用热处理的温度为300～600℃，热处理时间为1～8小时。
9.根据权利要求8所述的钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，其特征在于：所述喷砂距离为10～20cm，喷砂时间为20～30s；
所述酸蚀时间为10～30s，酸蚀液浓度为3％～7％；
所述阳极氧化处理电压为20～30V，时间为20～60min，温度为20～30℃，电解液浓度为0.5％～1％；
所述热处理温度为350～550℃，热处理时间为3～6小时。
10.根据权利要求9所述的钛种植体纳米级超亲水表面的制备方法，其特征在于：所述喷砂距离为20cm，喷砂时间为20s；
所述酸蚀时间为20s，酸蚀液浓度为5％；
所述阳极氧化处理电压为22V，时间为30min，温度为20℃，电解液浓度为0.7％；
所述热处理温度为450℃，热处理时间为4小时。
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