專利名稱：鈦種植體表面制備碳酸鈣涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，涉及一種鈦種植體表面制備碳酸鈣涂層的方法。
背景技術(shù)：
鈦及鈦合金因其生物相容性好、機械性能強及高度耐腐蝕，因而在牙科及外科種植領(lǐng) 域中廣泛應用。但是，作為生物惰性材料，它們不能與骨組織形成化學性結(jié)合。生物活性材 料如羥基磷灰石等已證實能與骨組織形成化學性結(jié)合。采用各種表面涂層或薄膜技術(shù)在鈦 種植體表面制備生活活性涂層，既具有鈦的強度和韌性，表面又有良好生物活性，能夠增強 骨——種植體界面間的結(jié)合強度。制備生物活性涂層的方法有多種，其中以羥基磷灰石的等離子噴涂技術(shù)最為常 見，但其需要高溫環(huán)境，成本較高；且因其是物理方法，涂層厚度不均勻，晶相不純，進一步 導致種植體——骨界面不穩(wěn)定，表面涂層容易剝脫，而且羥基磷灰石的不可完全降解性，容 易引起周圍組織的免疫反應。碳酸鈣作為一種無機材料，其優(yōu)良的生物相容性、生物活性和生物可降解性得到 了人們的高度關(guān)注。早在遠古時期，人們就將珊瑚和貝類植入口腔中，代替缺牙。通過對古 人類化石的研究，人們發(fā)現(xiàn)，珊瑚和貝類與牙槽骨結(jié)合良好。近代，人們也通過一系列的體 內(nèi)和體外實驗，證明了碳酸鈣的優(yōu)良的生物活性和生物可降解性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種鈦種植體表面制備碳酸鈣涂層的方法。本發(fā)明的鈦種植體表面制備碳酸鈣涂層的方法，依次包括以下步驟
1)用金剛砂噴蝕鈦種植體表面；
2)用鹽酸和硫酸的混合液酸蝕鈦種植體；
3)清潔鈦種植體；
4)在封閉容器中，放入CaCl2溶液，將清潔過的鈦種植體懸吊于CaCl2溶液中，向封閉 容器的空間引入(X)2氣體，反應3 證后將鈦種植體取出，用去離子水清洗，干燥除水。在向封閉容器引入(X)2氣體時，可以有多種方式供選擇。比如，直接用含二氧化碳 的高壓鋼瓶氣向封閉空間充氣，也可以在封閉容器內(nèi)放置(NH4) 2C03或干冰，(NH4) 2C03可以 在室溫下分解，干冰可以在室溫下?lián)]發(fā)，產(chǎn)生C02。CO2擴散至CaCl2溶液表面，溶解在CaCl2 溶液中，與CaCl2反應，導致鈦金屬表面碳酸鈣薄膜的形成。從反應動力學上考慮，二氧化碳遷移至CaCl2溶液中，和CaCl2發(fā)生反應，需要經(jīng) 歷三個過程氣相中擴散至CaCl2溶液表面——穿過CaCl2溶液表面——溶解在CaCl2溶 液中。由于二氧化碳在CaCl2溶液中溶解度不大，整個遷移過程會很緩慢，決定著沉淀反應 的速度。CaCl2溶液的濃度對碳酸鈣涂層的生成速率影響不大。從節(jié)省資源角度考慮，可 采用較低濃度如10 30mmol/L即可。反應時間的長短，決定著生成的碳酸鈣涂層的厚度。一般涂層厚度在IOOum左右 即可。實驗發(fā)現(xiàn)，反應時間控制在3 證即可滿足需要。所述的金剛砂噴蝕過程中，采用5巴壓強，用0. 25-0. 5毫米直徑金剛砂噴蝕。
3
所述混合酸酸蝕鈦種植體過程中，將鈦種植體放入Imol Imol混合的鹽酸和硫酸 中，在65°C反應30分鐘。所述清潔鈦種植體過程中，可采用下述流程1.肥皂水沖洗。2. 100%乙醇超聲清 洗30分鐘。3 .丙酮超聲清洗20分鐘。4. 100%乙醇超聲清洗10分鐘。5.去離子水超聲 清洗10分鐘6.去離子水漂洗三次。本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是
1.在常溫下，用簡單的實驗器材即可完成制備。并且由于反應在常溫下完成，可以進 一步加入活性因子。2.噴砂加酸蝕鈦種植體表面，可以發(fā)揮碳酸鈣的骨引導性，增加機械扣鎖作用，對 于提高種植體的初期穩(wěn)定性有重要意義。3.碳酸鈣的高降解性保證了其在初期發(fā)揮作用后即被人體吸收，不會出現(xiàn)排斥反 應。


圖1，實施例1所制得碳酸鈣涂層SEM。圖2，實施1所制得碳酸鈣涂層紅外光譜。
具體實施方式
實施例1
1.種植體的預備
1)在5巴壓強下，用0. 25-0. 5毫米直徑金剛砂噴蝕種植體表面。2)將種植體放入1 :1混合的鹽酸和硫酸中，在65°C反應30分鐘。3)清潔備用(1.肥皂水沖洗。2. 100%乙醇超聲30分鐘。3 .丙酮超聲20分鐘。 4. 100%乙醇超聲10分鐘。5.去離子水超聲10分鐘6.去離子水漂洗三次)
2.進行涂層反應
在干燥皿中置兩個干凈燒杯。一個放入(NH4)2CO3,晶體，另一個中放入20mmol/l CaCl2 溶液。將清潔過的種植體懸吊于CaCl2溶液中。四小時后將種植體取出，用去離子水 緩慢沖洗，干燥。鈦種植體干燥后于電鏡下觀察，可見一薄層立方狀結(jié)晶體，如圖1所示。紅外光譜 儀示晶體為碳酸鈣方解石結(jié)晶，如圖2所示。實施例2
1.種植體的預備
1)在5巴壓強下，用0. 25-0. 5毫米直徑金剛砂噴蝕種植體表面。2)將種植體放入1 :1混合的鹽酸和硫酸中，在65°C反應30分鐘。3)清潔備用(1.肥皂水沖洗。2. 100%乙醇超聲30分鐘。3 .丙酮超聲20分鐘。 4. 100%乙醇超聲10分鐘。5.去離子水超聲10分鐘6.去離子水漂洗三次)
2.進行涂層反應
在干燥皿中置一個干凈燒杯。其中盛有30mmol/l CaCl2溶液。將清潔過的種植體懸 吊于CaCl2溶液中。通過高壓鋼瓶，向干燥皿中通入二氧化碳，三小時后將種植體取出，用 去離子水緩慢沖洗，干燥。
鈦種植體干燥后于電鏡下觀察，可見一薄層立方狀結(jié)晶體。 實施例3
1.種植體的預備
1)在5巴壓強下，用0. 25-0. 5毫米直徑金剛砂噴蝕種植體表面。2)將種植體放入1 :1混合的鹽酸和硫酸中，在65°C反應30分鐘。3)清潔備用(1.肥皂水沖洗。2. 100%乙醇超聲30分鐘。3 .丙酮超聲20分鐘。 4. 100%乙醇超聲10分鐘。5.去離子水超聲10分鐘6.去離子水漂洗三次)
2.進行涂層反應
在干燥皿中置兩個干凈燒杯。一個放干冰，另一個中放入lOmmol/1 CaCl2溶液。將清 潔過的種植體懸吊于CaCl2溶液中。5小時后將種植體取出，用去離子水緩慢沖洗，干燥。鈦種植體干燥后于電鏡下觀察，可見一薄層立方狀結(jié)晶體。
權(quán)利要求
1.一種鈦種植體表面制備碳酸鈣涂層的方法，其特征在于，依次包括以下步驟1)用金剛砂噴蝕鈦種植體表面；2)用鹽酸和硫酸的混合液酸蝕鈦種植體；3)清潔鈦種植體；4)在封閉容器中，放入CaCl2溶液，將清潔過的鈦種植體懸吊于CaCl2溶液中，向封閉 容器的空間引入(X)2氣體，反應3 5小時后將鈦種植體取出，用去離子水清洗，干燥除水。
2.如權(quán)利要求1所述的鈦種植體表面制備碳酸鈣涂層的方法，其特征在于，在封閉容 器內(nèi)放置(NH4)2CO3或干冰。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鈦種植體表面制備碳酸鈣涂層的方法，其特征在于，所述的 金剛砂噴蝕過程中，采用5巴壓強，用0. 25-0. 5毫米直徑金剛砂噴蝕。
4.如權(quán)利要求1或2所述的鈦種植體表面制備碳酸鈣涂層的方法，其特征在于，所述混 合酸酸蝕鈦種植體過程中，將鈦種植體放入lmol =Imol混合的鹽酸和硫酸中，在65°C反應 30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦種植體表面制備碳酸鈣涂層的方法，依次包括以下步驟用金剛砂噴蝕鈦種植體表面；用鹽酸和硫酸的混合液酸蝕鈦種植體；清潔鈦種植體；在封閉容器中，放入CaCl2溶液，將清潔過的鈦種植體懸吊于CaCl2溶液中，向封閉容器的空間引入CO2氣體，反應3～5小時后將鈦種植體取出，用去離子水清洗，干燥除水。本發(fā)明方法在常溫下，用簡單的實驗器材即可完成制備。所制得碳酸鈣的高降解性保證了其在初期發(fā)揮作用后即被人體吸收，不會出現(xiàn)排斥反應。
文檔編號A61L27/30GK102071420SQ201110030478
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者劉一, 王貽寧, 蔣滔 申請人:武漢大學