TW201121510A - Human implant and production method thereof. - Google Patents
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201121510 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種人體植入物及其製造方法,詳言之, 係關於一種人工牙根植體及其製造方法。 【先前技術】 人體植入物包括人工牙根植體、骨釘等物植入人體内, 以人工牙根植體為例說明。人工牙根約分為植體 (Fixture)、支台(Abutment)、及假牙冠(Prosthetic cr〇wn)三 部分,在植入植體部分後,經測試確認骨穩固狀態已足以 負載日常生活所需之應力’即可接上支台與假牙冠,恢復 牙齒應有之功能並兼顧美觀性。 一般而言,鈦金屬植體表面處理技術可利用電漿熔射 (Plasma spray)、高溫燒結多孔塗層(P〇r〇us coating)、機械 加工或0Μ"砂酸钱處理(Sandblasting etching)能夠產生微米 級的粗糙表面。 電漿熔射HA表面處理的植體’在長期研究顯示,有表 面剝落及被骨吸收而導致失敗率過高之現象,在市場上逐 漸受質疑。電漿熔射純鈦塗層’此法缺點為無法確定電激 熔射過程中鈦粉會完全熔融,未熔融顆粒將可能剝落而停 留在鄰近淋巴結的疑慮,造成嚴重異物反應。 南溫燒結多孔塗層’此法是將純鈦小球與黏結劑現合後 製成類似膠狀液體直接黏附在欽合金基材上,在高真介傲 向溫(12 5 0 C至13 0 0 C )長時間(1〜3小時)下進行燒結,此多 孔塗層將可提供骨内長(bone ingrowth)固定方式。但是在 144991.doc 201121510 進行真空高溫燒結時,造成鈦合金之延性(dUetility)、物 性(t〇ughness)、抗疲勞強度的嚴重降低;此多孔結構除提 供骨組織生長外’·細菌也可能在孔洞内生長引起感染,同 時此人工牙根如手術失敗不易進行二次手術。
嗔砂及酸㈣理’藉由同時提供㈣級與次㈣級粗繞 表面’提供骨細胞貼附與生長’在骨整合階段增加與骨接 觸面積。“前市面植體主要表面處理方法,其優點在製 程成本低,缺點在以酸財式製備次微米級㈣表面時, 酸韻殘液如何在次微米級粗i结構中,完整且確效的去 除,也面臨廢液處理環保議題。 以傳統喷砂及㈣處理之㈣牙材表面,無法成親水狀 態,需浸置於低能量化學液體中,才能呈現植牙體之親水 用上具相當 性。此方式在植牙體儲存’及醫師診療過程使 不便性。 參考美國專利公開第20060161256號,其揭示一種且有 • &感染及具生物相容性欽覆層植體及其製作方法,其所採 用之製程,乃採用有機金屬二氧化鈦前驅物,若要獲致與 基材間高附著力,須加溫至.500ta上如此會導致 人工牙根鈦合金基材機械性質之降低。 ,國專利第咖055號,其揭示一種人工牙根之改 良結構,其頸部具有極細雙螺紋,能增加與骨頭的接觸面 積执具有緊密穩固之功效,且於上端頸部係利用高拋光面 的^十,除具有極佳之抗菌功效,可避免增加感染的機會 成月吸收。然而,其僅揭示採用高抛光面的設計,並 [s] 14499 丨.doc 201121510 未有抗菌成分之導入。 因此,有必要提供一種創新且具進步性的人體植入物及 其製造方法,以解決上述問題。 【發明内容】 本發明提供一種人體植入物,包括:一底材、一第一層 金屬膜及一第二層氧化鈦鍍膜。該底材具有一表面。該第 一層金屬膜形成於該表面。該第二層氧化鈦鑛膜形成於該 第一層金屬膜上’部分第二層氧化鈦鍍膜具有奈米銀微粒 或奈米銅微粒。 本發明另^供一種人體植入物之製造方法’包括以下步 驟:(a)表面處理該人體植入物之一底材之一表面;(b)形 成一第一層金屬膜於該表面;及(c)形成一第二層氧化鈦鍍 膜於該第一層金屬膜上,部分第二層氧化鈦鍍膜具有奈米 銀微粒或奈米銅微粒。 本發明之人體植入物及其製造方法,該第二層氧化鈦鍍 膜具有高骨整合性,利於該人體植入物與細胞貼附,且該 第二層氧化鈦鍍膜經UV光照射,可產生親水性,有助於 該人體植入物植於骨頭時,組織液及骨母細胞非常容易進 入人體植入物之該第二層氧化鈦鍍膜表面之微米及奈米結 構上,有助於植入初期細胞之貼附功能。另外,奈米銀微 粒或奈米銅微粒具有極佳之抗菌功效,可避免人體植入物 植入初期因外來細菌造成感染的機會,因發炎而造成骨吸 收,甚至造成植入之失敗。本發明之人體植入物及其製造 方法可提高植入成功率。 [S] I4499l.doc 201121510 【實施方式】 參考圖1,其顯示本發明實施例人工牙根植體之立體示 意圖。參考圖2,其顯示本發明實施例人工牙根植體之螺 牙部分之各層結構示意圖。參考圖3,其顯示本發明實施 例人工牙根植體之上端頸部分之各層結構示意圖。以下利 用圖1至3說明本發明人體植入物及其製造方法。在本發明 實施例中,以人工牙根植體說明本發明之人體植入物,本 發明之人體植入物不限於人工牙根植體。 配合參考圖1及圖2,在本實施例中,本發明人工牙根植 體10包括一螺牙部分11及一上端頸部分丨2。該螺牙部分11 包括:一底材111、一第一層金屬膜112及一第二層氧化鈦 鍍膜113。該底材in具有一表面。該第一層金屬膜112形 成於該表面。該第二層氧化鈦鍍膜1丨3形成於該第一層金 屬膜112上。 。亥螺牙部分1 1之該底材1 1 1係為一金屬底材,該金屬底 材之粗度範圍為Ra 1_3 μηι。在本實施例中,係以噴砂或微 米尺寸粗化加工’表面處理該螺牙部分丨丨之金屬底材u j 之該表面。較佳地,該金屬底材之粗度範圍為Ra 15_2.5 μιη ° 在本實施例中,以真空蒸鍍或濺鍍方法,形成該第一層 金屬膜112於該螺牙部分丨丨之該金屬底材ηι之表面,該第 一層金屬膜112為鉻、鈦、鈒、錕、或酷金屬。因該第一 層金屬膜112與該金屬底材U1之親和力較強,可作為該金 屬底材111與該第二層氧化鈦鍍膜u 3之接合層,以加強第 144991.doc 201121510 二層氧化鈦鍍膜113之附著力。 在本實施例中,以真空蒸鍍或濺鍍方法,形成該第二層 氧化鈦鍍膜113於該螺牙部分u之該第一層金屬膜112上。 忒第一層氧化鈦鍍膜】丨3具有奈米結構,且係採用真空製 程藉由原子沉積過程中,利用能量控制所產生,故無殘留 化學物質之疑慮。且本發明之該第二層氧化鈦鍍膜丨13並 非利用習知濕式製程所採用酸蝕及鹼蝕方法,該習知濕式 製私在產生奈米孔洞之同時,所使用之化學酸、鹼物質, 很難保證能完整去除。 該第二層氧化鈦鍍膜丨13具有高骨整合性。較佳地該 第一層氧化鈦鍍膜113具有銳鈦礦-氧化鈦(Anatase_Ti〇2 (101))或金紅石-氧化鈦(RutUeTi〇2(11〇))相結構,該第二 層氧化鈦鍍膜113再經UV光(或太陽光)照射後,可產生親 水性,其水滴接觸角會低於5度。該親水性有助於該人工 牙根植體植於齒槽骨時’組織液及骨母細胞非常容易進入 人工牙根植體10之該第二層氧化鈦鍍膜U3表面之微米及 奈米結構上,有助於植入初期細胞之貼附功能。 由於該親水性係採用物理反應原理,非採用化學反應或 塗藥方式’該第二層氧化鈦鍍膜U3本身具高強度機械性 質’因此在植入齒槽骨過程中,不會因如化學塗藥方式其 附著植體強度不足,造成塗層剝離之問題。 配合參考圖1及圖3 ’本發明人工牙根植體1〇之上端頸部 分12包括:一底材121、一第一層金屬膜122及一第二層氧 化鈦鍍膜123。該底材121具有一表面。該第一層金屬膜 144991.doc 201121510 122形成於該表面。該第二層氧化鈦鍍膜ι23形成於該第一 層金屬膜122上。 在本實施例中,係以拋光加工,表面處理該上端頸部分 12之金屬底材121之該表面,使該金屬底材ι21之粗度範圍 為Ra 0.05-0.5 μχη。較佳地,該金屬底材之粗度範圍為Ra 0.05-0.2 μπι。 在本實施例中,以真空蒸鍍或濺鍍方法,形成該第—層 金屬膜122於該上端頸部分12之該金屬底材121之表面,該 第一層金屬膜122為鉻、鈦、釩、鈮、或锆金屬。因該第 一層金屬膜122與該金屬底材m之親和力較強,可作為該 金屬底材121與該第二層氧化鈦鍍膜123之接合層,以加強 第二層氧化鈦鍍膜123之附著力。 在本實施例中’以共蒸鍍、共濺鍍或離子植入方法,將 奈米銀微粒或奈米銅微粒125均勻摻雜於該第二層氧化鈦 鑛膜123内’形成該第二層氧化鈦鍍膜123於該上端頸部分 12之該第一層金屬膜122上。該上端頸部分之第二層氧化 鈦鍍膜之厚度為50-1000 nm。 a亥上頸部分12之第一層氧化欽錄膜123包括奈米銀微 粒或奈米銅微粒12 5,奈米銀微粒或奈米銅微粒12 5之大小 範圍為1-100 nm。較佳地’該上端頸部分12之奈米銀微粒 或奈米銅微粒125之大小範圍為1-50 nm。最佳地,該上端 頸部分12之奈米銀微粒或奈米銅微粒125之大小範圍為卜 20 nm 〇 該上端頸部分12之奈米銀微粒或奈米銅微粒125與第二 144991.doc 201121510 層氧化鈦鍍膜123之體積比範圍為〇〗·1〇%。較佳地,該上 端頸部分12之奈米銀微粒或奈米銅微粒ι25與第二層氧化 鈦鍍膜123之體積比範圍為〇_2_8%。最佳地,該上端頸部 分12之奈米銀微粒或奈米鋼微粒125與第二層氧化鈦鍍膜 123之體積比範圍為0.3-3%。 於人工牙根植體ίο之上端頸部分12,因該上端頸部位12 係與軟組織牙齦接觸,其表面具有第二層氧化鈦鍍膜 123,且具有奈米銀微粒或奈米銅微粒丨25,係為一層具高 生物相谷性及抗菌性之鍍層,該鍍層即使在不具uv光照 射下,亦有極佳之抗菌功效,可避免人工牙根植體植入初 期因外來細菌造成感染的機會,因發炎而造成骨吸收,甚 至造成植牙之失敗。 因此,本發明人體植入物及其製造方法,可應用在醫療 用人工牙根植體及其他人體或動物骨植入物,可有效提昇 植入成功率。 惟上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效,而非限 制本心明。因此,習於此技術之人士對上述實施例進行修 改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後 述之申请專利範圍所列。 【圖式簡單說明】 圖1顯示本發明實施例人工牙根植體之立體示意圖; 圖2顯示本發明實施例人工牙根植體之螺牙部分之各層 結構示意圖;及 圖3顯示本發明實施例人工牙根植體之上端頸部分之各 144991.doc 201121510 層結構示意圖。 【主要元件符號說明】 ίο 本發明人工牙根植體 11 螺牙部分 12 上端頸部分 111 螺牙部分之底材 112 螺牙部分之第一層金屬膜 113 螺牙部分之第二層氧化鈦鍍膜 121 上端頸部分之底材 122 上端頸部分之第一層金屬膜 123 上端頸部分之第二層氧化鈦鍍膜 125 奈米銀微粒或奈米銅微粒
m 144991.doc -10·
Claims (1)
- 201121510 七、申請專利範圍: 1. 一種人體植入物,包括: 一底材,具有一表面; 一第一層金屬膜,形成於該表面;及 一第二層氧化鈦鍍膜,形成於該第一層金屬膜上,部 分第二層氧化鈦鍍膜具有奈米銀微粒或奈米銅微粒。 2_如請求項1之人體植入物,其中該底材為一金屬底材。3.如請求項1之人體植入物,其中該第一層金屬臈為鉻、 鈦、釩 '鈮、或鍅金屬。 4_如請求項1之人體植入物,其中部分該第二層氧化鈦鍍 膜具有銳鈦礦-氧化鈦(Anatase-Ti〇2 (101))或金紅石-氧 化鈦(Rutile- Ti〇2 (丨丨0))相結構,該第二層氧化鈦鍍膜經 UV光照射,以產生親水性。 5·如請求項丨之人體植入物,其中該人體植入物係為一人 工牙根植體,包括-螺牙部分及—上端頸部分。 6‘如請求項5之人體植人物,其中該螺牙部分之該底材係 為一金屬底材,該金屬底材之粗度範圍為Rai_^m。 7.如請求項6之人體植入物,其中該金屬底材之粗度範圍 為 Ra 1·5_2.5 μηι。 8. 如請求項5之人體植入物,其ψ μ 中4上端頸部分之該底材 係為一金屬底材,該金屬底材 何之粗度範圍為Ra 〇.〇5_〇 μιη ° J 9.如請求項8之人體植入物 為低於 Ra 0.05-0.2 μηι ° 其中該金屬底材之粗度範圍 I44991.doc [s] 201121510 10. 如請求項5之人體植入物,其中該上端頸部分之第二詹 氧化鈦鍍膜之厚度為50-1000 nm。 11. 如請求項5之人體植入物,其^該上端頸部分之第二層 氧化欽鑛膜包括奈米銀微粒或奈米銅微粒。 12. 如請求項11之人體植入物’其中該上端頸部分之奈米銀 微粒或奈米銅微粒之大小範圍為1 _ 1 〇〇 nm。 13. 如請求項12之人體植入物,其中該上端頸部分之奈米銀 微粒或奈米銅微粒之大小範圍為i — 50 nm。 14. 如請求項13之人體植入物’其中該上端頸部分之奈米銀 微粒或奈米銅微粒之大小範圍為1_2〇 nm。 15. 如請求項11之人體植入物’其中該上端頸部分之奈米銀 微粒或奈米銅微粒與第二層氧化鈦鍍膜之體積比範圍為 0.1-10%。 16. 如請求項15之人體植入物,其中該上端頸部分之奈米銀 微粒或奈米銅微粒與第二層氧化鈦鍍膜之體積比範圍為 0.2-8%。 17. 如請求項16之人體植入物’其中該上端頸部分之奈米銀 微粒或奈米銅微粒與第二層氧化鈦鍍膜之體積比範圍為 0.3-3%。 18. —種人體植入物之製造方法,包括以下步驟: (a) 表面處理該人體植入物之一底材之一表面; (b) 形成一第一層金屬膜於該表面;及 (c) 形成一第二層氧化鈦鍍膜於該第一層金屬膜上,部 分第二層氧化欽鍍膜具有奈米銀微粒或奈米鋼微 14499 丨.doc 201121510 粒。 19.如請求項18之製造方法, 再中s玄人體植入物係為一人工 牙根植體,包括一螺牙部分 刀及一上端頸部分,該螺牙部 分及該上端頸部分之底材係為一金屬底材。 2〇.如請求項19之製造方法’其中在步驟⑷中,係以喷砂或 微米尺寸粗化加工,表面處理該螺牙部分之金屬底材之 該表面,使該金屬底材之粗度範圍為Ral_3^。21•如請求項19之製造方法,其中在步驟⑷中,係以抛光加 工,表面處理該上端頸部分之金屬底材之該表面使該 金屬底材之粗度範圍為Ra 0.054.5 μηι。 22.如請求項19之製造方法,其中在步驟(1?)中,係以真空蒸 鍍或濺鍍方法,形成該第一層金屬膜於該螺牙部分及該 上端頸部分之該金屬底材之表面,該第一層金屬膜為 絡、鈦、訊、銳、或錯金屬。 23.如請求項19之製造方法,其中在步驟(〇中,係以直* /、 *Ή·\ 鑛或濺鍍方法,形成該第二層氧化鈦鍍膜於該螺牙部分 之該第一層金屬膜上。 24. 如請求項23之製造方法,其中在步驟(c)中,該第二層氧 化鈦鍍膜具有銳鈦礦-氧化鈦(Anatase-Ti〇2 (1〇1》戈金红 石-氧化鈦(Rutile- Ti02 (110))相結構。 25. 如請求項24之製造方法,其中在步驟(c)後,另包括_、 uv光照射該第二層氧化鈦鍍膜之步驟,使該第二層氣化 鈦鍍膜產生親水性。 26. 如請求項18或19之製造方法,其中在步驟(c)中,係以共 144991.doc 201121510 热鍍'共濺鍍或離子植入方法,將奈 微粒摻雜於該第二層氧㈣料内。、銀麵或奈米銅 27·如請求項26之製造方法 私卜 '丁仕艾鄉(e)中,形成該第二 曰,化_膜於該上端頸部分之該第―層金屬膜上該 上知頭°卩分之第二層氧化鈦鑛膜包括奈米銀微粒或奈米 銅微粒’該上端頸部分之奈米銀微粒或奈米銅微粒之大 小範圍為1-100 nm。144991.doc [S]
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TW098144577A TW201121510A (en) | 2009-12-23 | 2009-12-23 | Human implant and production method thereof. |
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- 2009-12-23 TW TW098144577A patent/TW201121510A/zh unknown
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TWI421060B (zh) * | 2011-11-22 | 2014-01-01 |
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