CN113814418A - 一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺 - Google Patents

一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及牙科种植技术领域，具体涉及一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺，本发明的表面处理工艺先通过3D打印处理在钛或钛合金牙齿种植体上形成粗化表面，通过喷砂处理去除3D打印中附着不够紧密或半熔融状态的颗粒，并且进一步粗化钛或钛合金牙齿种植体表面，采用HF和H2SO4混合液进行酸蚀可以去除钛或钛合金牙齿种植体表面的氧化层和附着的杂质，通过NaOH和H2O2混合液进行碱处理，在钛或钛合金牙齿种植体的表面形成纳米级的、多层堆叠的海绵状或网孔状互穿结构，有效改善钛或钛合金牙齿种植体表面的微观形态，提升钛或钛合金牙齿种植体表面的亲水性、骨结合率和结合强度，有效缩短愈合时间。

Description

一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺
技术领域
本发明涉及牙科种植技术领域，具体涉及一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺。
背景技术
种植牙是一种以植入骨组织内的下部结构为基础来支持、固位上部牙修复体的缺牙修复方式。它包括下部的支持种植体和上部的牙修复体两部分。它采用人工材料(如金属、陶瓷等)制成种植体(一般类似牙根形态)，经手术方法植入组织内(通常是上下颌)并获得骨组织牢固的固位支持，通过特殊的装置和方式连接支持上部的牙修复体。
在临床上，种植体的表面通常为粗糙的多孔结构，这样的结构可以改善种植体与骨组织的骨结合率,但是现有的种植体在表面形成的多孔结构不均匀而导致与骨组织结合强度低、愈合时间长等问题。
发明内容
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺，包括以下步骤：
S100:提供钛或钛合金牙齿种植体，通过3D打印形成钛或钛合金牙齿种植体；
S200:喷砂，对钛或钛合金牙齿种植体的表面进行喷砂处理；
S300:酸蚀处理，将钛或钛合金牙齿种植体浸入和混合液中3～5分钟；
S400:第一次清洗，将钛或钛合金牙齿种植体依次置于去离子水、95％乙醇、去离子水中分别超声清洗，干燥；
S500:碱处理，将钛或钛合金牙齿种植体置入和混合液中40～60分钟；
S600:水热处理，将钛或钛合金牙齿种植体置入去离子水中，静置5～10分钟，去离子水的温度为50～70℃；
S700:第二次清洗，将钛或钛合金牙齿种植体依次置于去离子水、95％乙醇、去离子水中分别超声清洗，干燥。
进一步的，在步骤S100中，钛或钛合金牙齿种植体的种植部延伸有2至4个种植齿。
进一步的，在步骤S300中，、和去离子水的体积比为：1:1:(2～4)。
进一步的，在步骤S400中，钛或钛合金牙齿种植体在去离子水中冲洗5分钟，在95％乙醇中超声波洁净10分钟。
进一步的，步骤S500在水浴箱中进行，并且、和去离子水的体积比为：1:1:(2～4)。
进一步的，和混合液的温度为80～90℃。
进一步的，在步骤S700中，钛或钛合金牙齿种植体在去离子水中冲洗5分钟，在95％乙醇中超声波洁净10分钟。
本发明的有益效果有：本发明的表面处理工艺先通过3D打印处理在钛或钛合金牙齿种植体上形成粗化表面，通过喷砂处理去除3D打印中附着不够紧密或半熔融状的颗粒，并且进一步粗化钛或钛合金牙齿种植体的表面，采用HF和H2SO4混合液进行酸蚀去除钛或钛合金牙齿种植体表面的氧化层和附着的杂质，通过NaOH和H2O2混合液进行碱处理40～60分钟，即可在钛或钛合金牙齿种植体的表面形成纳米级的、多层堆叠的海绵状或网孔状互穿结构，有效改善钛或钛合金牙齿种植体表面的微观形态，提升钛或钛合金牙齿种植体表面的亲水性、骨结合率和结合强度，有效缩短愈合时间，并且将碱处理后的钛或钛合金牙齿种植体置入50～70℃的去离子水中静置5～10分钟，能够快速溶解残留的碱液，提升表面处理的效率，达到快速制备或定制牙齿种植体的目的，这在生活节奏越来越快的现代社会具有很高的经济意义。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例的表面处理工艺的流程示意图；
图2是本发明实施例的钛或钛合金牙齿种植体经喷砂处理后的SEM图片(×500倍)；
图3是本发明实施例的的钛或钛合金牙齿种植体经喷砂-酸蚀-碱处理后的SEM图片(×5000倍)
图4是本发明实施例的的钛或钛合金牙齿种植体经喷砂-酸蚀-碱处理后的SEM图片(×20000倍)。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺，参照图1所示，包括以下步骤：
S100:提供钛或钛合金牙齿种植体，通过3D打印形成钛或钛合金牙齿种植体:以金属钛或钛合金粉末为原料，通过3D打印的方式形成种植部延伸有2至4个种植齿的钛或钛合金牙齿种植体，并且可以在钛或钛合金牙齿种植体上形成粗化表面，采用3D打印的优点在于能够根据患者的实际需求实现定制化种植体服务；
S200:喷砂，对钛或钛合金牙齿种植体的表面进行喷砂处理，采用60目的二氧化钛对钛或钛合金牙齿种植体进行表面喷砂处理，喷射距离为80mm，喷射时间为10s，喷砂过程中，喷枪与钛或钛合金牙齿种植体的轴向倾角为45°，种植齿与种植部之间的结合折角处喷射3s，通过喷砂处理有效去除3D打印中附着不够紧密或半熔融状的颗粒，并且进一步粗化钛或钛合金牙齿种植体的表面；
S300:酸蚀处理，将钛或钛合金牙齿种植体浸入HF和H2SO4混合液中5分钟，HF、H2SO4和去离子水的体积比为1:1:4，酸蚀处理可以有效去除钛或钛合金牙齿种植体表面的氧化层和附着的杂质，并且在粗化表面上形成凹坑，在浸泡时可以适当的刷洗种植齿与种植部之间的结合折角处，避免杂质残留；
S400:第一次清洗，将钛或钛合金牙齿种植体依次置于去离子水、95％乙醇、去离子水中分别超声清洗，干燥，其中第一次去离子水冲洗时间为5分钟，确保去除残留在钛或钛合金牙齿种植体表面的酸蚀混合液，采用95％乙醇超声波洁净10分钟，有效去除酸蚀后残留在钛或钛合金牙齿种植体表面的有机质，第二次去离子水冲洗时间为5分钟，有效去除残留的95％乙醇；
S500:碱处理，将钛或钛合金牙齿种植体置入NaOH和H2O2混合液中60分钟，NaOH、H2O2和去离子水的体积比为1:1:4，该步骤可以在水浴箱中进行，此时混合液的温度维持在80℃，此过程能够在钛基牙齿种植的表面在凹坑的基础上形成纳米级的、多层堆叠的海绵状或网孔状互穿结构，有效改善钛或钛合金牙齿种植体表面的微观形态；
S600:水热处理，将钛或钛合金牙齿种植体置入去离子水中，静置5分钟，去离子水的温度为50℃，此步骤能够快速溶解残留在钛或钛合金牙齿种植体表面的NaOH和H2O2混合液，使得钛基牙齿种植的表面获得良好的生物相容性；
S700:第二次清洗，将钛或钛合金牙齿种植体依次置于去离子水、95％乙醇、去离子水中分别超声清洗，干燥，其中第一次去离子水冲洗时间为5分钟，采用95％乙醇超声波洁净10分钟，有效去除在操作过程中可能沾染的有机质，第二次去离子水冲洗时间为5分钟。
实施例2
一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺，参照图1所示，包括以下步骤：
S100:提供钛或钛合金牙齿种植体，通过3D打印形成钛或钛合金牙齿种植体:以金属钛或钛合金粉末为原料，通过3D打印的方式形成种植部延伸有2至4个种植齿的钛或钛合金牙齿种植体，并且可以在钛或钛合金牙齿种植体上形成粗化表面，采用3D打印的优点在于能够根据患者的实际需求实现定制化种植体服务；
S200:喷砂，对钛或钛合金牙齿种植体的表面进行喷砂处理，采用70目的二氧化钛对钛或钛合金牙齿种植体进行表面喷砂处理，喷射距离为80mm，喷射时间为10s，喷砂过程中，喷枪与钛或钛合金牙齿种植体的轴向倾角为45°，种植齿与种植部之间的结合折角处喷射3s,通过喷砂处理有效去除3D打印中附着不够紧密或半熔融状的颗粒，并且进一步粗化钛或钛合金牙齿种植体的表面；
S300:酸蚀处理，将钛或钛合金牙齿种植体浸入HF和H2SO4混合液中4分钟，HF、H2SO4和去离子水的体积比为1:1:3，酸蚀处理可以有效去除钛或钛合金牙齿种植体表面的氧化层和附着的杂质，并且在粗化表面上形成凹坑，在浸泡时可以适当的刷洗种植齿与种植部之间的结合折角处，避免杂质残留；
S400:第一次清洗，将钛或钛合金牙齿种植体依次置于去离子水、95％乙醇、去离子水中分别超声清洗，干燥，其中第一次去离子水冲洗时间为5分钟，确保去除残留在钛或钛合金牙齿种植体表面的酸蚀混合液，采用95％乙醇超声波洁净10分钟，有效去除酸蚀后残留在钛或钛合金牙齿种植体表面的有机质，第二次去离子水冲洗时间为5分钟，有效去除残留的95％乙醇；
S500:碱处理，将钛或钛合金牙齿种植体置入NaOH和H2O2混合液中50分钟，NaOH、H2O2和去离子水的体积比为1:1:3，该步骤可以在水浴箱中进行，此时混合液的温度维持在85℃，此过程能够在钛基牙齿种植的表面在凹坑的基础上形成纳米级的、多层堆叠的海绵状或网孔状互穿结构，有效改善钛或钛合金牙齿种植体表面的微观形态；
S600:水热处理，将钛或钛合金牙齿种植体置入去离子水中，静置7分钟，去离子水的温度为60℃，此步骤能够快速溶解残留在钛或钛合金牙齿种植体表面的NaOH和H2O2混合液，使得钛基牙齿种植的表面获得良好的生物相容性；
S700:第二次清洗，将钛或钛合金牙齿种植体依次置于去离子水、95％乙醇、去离子水中分别超声清洗，干燥，其中第一次去离子水冲洗时间为5分钟，采用95％乙醇超声波洁净10分钟，有效去除在操作过程中可能沾染的有机质，第二次去离子水冲洗时间为5分钟。
实施例3
一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺，参照图1所示，包括以下步骤：
S100:提供钛或钛合金牙齿种植体，通过3D打印形成钛或钛合金牙齿种植体:以金属钛或钛合金粉末为原料，通过3D打印的方式形成种植部延伸有2至4个种植齿的钛或钛合金牙齿种植体，并且可以在钛或钛合金牙齿种植体上形成粗化表面，采用3D打印的优点在于能够根据患者的实际需求实现定制化种植体服务；
S200:喷砂，对钛或钛合金牙齿种植体的表面进行喷砂处理，采用80目的二氧化钛对钛或钛合金牙齿种植体进行表面喷砂处理，喷射距离为80mm，喷射时间为10s，喷砂过程中，喷枪与钛或钛合金牙齿种植体的轴向倾角为45°，种植齿与种植部之间的结合折角处喷射3s,通过喷砂处理有效去除3D打印中附着不够紧密或半熔融状的颗粒，并且进一步粗化钛或钛合金牙齿种植体的表面；
S300:酸蚀处理，将钛或钛合金牙齿种植体浸入HF和H2SO4混合液中3分钟，HF、H2SO4和去离子水的体积比为1:1:2，酸蚀处理可以有效去除钛或钛合金牙齿种植体表面的氧化层和附着的杂质，并且在粗化表面上形成凹坑，在浸泡时可以适当的刷洗种植齿与种植部之间的结合折角处，避免杂质残留；
S400:第一次清洗，将钛或钛合金牙齿种植体依次置于去离子水、95％乙醇、去离子水中分别超声清洗，干燥，其中第一次去离子水冲洗时间为5分钟，确保去除残留在钛或钛合金牙齿种植体表面的酸蚀混合液，采用95％乙醇超声波洁净10分钟，有效去除酸蚀后残留在钛或钛合金牙齿种植体表面的有机质，第二次去离子水冲洗时间为5分钟，有效去除残留的95％乙醇；
S500:碱处理，将钛或钛合金牙齿种植体置入NaOH和H2O2混合液中40分钟，NaOH、H2O2和去离子水的体积比为1:1:2，该步骤可以在水浴箱中进行，此时混合液的温度维持在90℃，此过程能够在钛基牙齿种植的表面在凹坑的基础上形成纳米级的、多层堆叠的海绵状或网孔状互穿结构，有效改善钛或钛合金牙齿种植体表面的微观形态；
S600:水热处理，将钛或钛合金牙齿种植体置入去离子水中，静置10分钟，去离子水的温度为70℃，此步骤能够快速溶解残留在钛或钛合金牙齿种植体表面的NaOH和H2O2混合液，使得钛基牙齿种植的表面获得良好的生物相容性；
S700:第二次清洗，将钛或钛合金牙齿种植体依次置于去离子水、95％乙醇、去离子水中分别超声清洗，干燥，其中，第一次去离子水冲洗时间为5分钟，采用95％乙醇超声波洁净10分钟，有效去除在操作过程中可能沾染的有机质，第二次去离子水冲洗时间为5分钟。
由上述实施例1～3和附图2～4可知，钛或钛合金牙齿种植体通过3D打印处理后形成粗化表面，通过喷砂处理去除3D打印中附着不够紧密或半熔融状的颗粒，并且进一步粗化钛或钛合金牙齿种植体的表面，酸蚀处理能够去除钛或钛合金牙齿种植体表面的氧化层和附着的杂质；经过碱处理和水热处理后，钛或钛合金牙齿种植体的表面形成纳米级的、多层堆叠的海绵状或网孔状互穿结构，有效改善钛或钛合金牙齿种植体表面的微观形态，并且提升钛或钛合金牙齿种植体表面的亲水性和骨结合率，提升钛或钛合金牙齿种植体与骨组织结合的强度，有效缩短愈合时间。
需要说明的是，上述实施例1～3的表面处理工艺通过NaOH和H2O2混合液在80～90℃水浴中静置40～60分钟即可在钛或钛合金牙齿种植体的表面形成纳米级的、多层堆叠的海绵状或网孔状互穿结构，大大提高了牙齿种植体的生产效率，达到快速定制化服务，这在生活节奏越来越快的现代社会具有很高的经济意义。
需要说明的是，本发明中使用的试剂均为市售试剂，所使用的测定方法多为本领域的常规方法，在此不再一一赘述。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。另外本发明技术还可以应用于大骨科产品、人工关节、义肢、赝复体等骨植入产品，也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S100:提供钛或钛合金牙齿种植体，通过3D打印形成钛或钛合金牙齿种植体；
S200:喷砂，对钛或钛合金牙齿种植体的表面进行喷砂处理；
S300:酸蚀处理，将钛或钛合金牙齿种植体浸入HF和H2SO4混合液中3～5分钟；
S400:第一次清洗，将钛或钛合金牙齿种植体依次置于去离子水、95％乙醇、去离子水中分别超声清洗，干燥；
S500:碱处理，将钛或钛合金牙齿种植体置入NaOH和H2O2混合液中40～60分钟；
S600:水热处理，将钛或钛合金牙齿种植体置入去离子水中，静置5～10分钟，去离子水的温度为50～70℃；
S700:第二次清洗，将钛或钛合金牙齿种植体依次置于去离子水、95％乙醇、去离子水中分别超声清洗，干燥。
2.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺，其特征在于，在步骤S100中，钛或钛合金牙齿种植体的种植部延伸有2至4个种植齿。
3.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺，其特征在于，在步骤S300中，HF、H2SO4和去离子水的体积比为：1:1:(2～4)。
4.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺，其特征在于，在步骤S400中，钛或钛合金牙齿种植体在去离子水中冲洗5分钟，在95％乙醇中超声波洁净10分钟。
5.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺，其特征在于，步骤S500在水浴箱中进行，并且NaOH、H2O2和去离子水的体积比为：1:1:(2～4)。
6.根据权利要求1或5所述的一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺，其特征在于，NaOH和H2O2混合液的温度为80～90℃。
7.根据权利要求1所述的一种钛或钛合金牙齿种植体的表面处理工艺，其特征在于，在步骤S700中，钛或钛合金牙齿种植体在去离子水中冲洗5分钟，在95％乙醇中超声波洁净10分钟。
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