專利名稱：一種牙植體表面處理的方法
一種牙植體表面處理的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明為一種表面處理的方法，特別是一種牙植體表面改質(zhì)處理的方法。
技術(shù)背景
目前牙科治療領(lǐng)域?qū)τ谘例X缺損的治療，除了以傳統(tǒng)的「固定贗復(fù)」及以「活動(dòng)假牙」進(jìn)行治療外，「牙植體(Dental Implant)」已逐漸普及成為牙科治療的主流選項(xiàng)之一。
回顧過(guò)去，于公元1969年，Branemark發(fā)表了有關(guān)鈦合金人工牙根的研究結(jié)果，開啟了「牙植體」的新紀(jì)年。而于1972年，Predecki等人實(shí)驗(yàn)觀察到，一個(gè)不規(guī)則的「牙植體」表面，可促使骨骼生長(zhǎng)較快并具有好的機(jī)械嵌合接著力。于1976年，Schroeder等人首度在組織切片觀察到骨頭和植體直接接觸的情形；且于1992年，Bower等人亦進(jìn)行了組織學(xué)的研究，證實(shí)了這些骨頭和植體直接接觸下的結(jié)果，故有些學(xué)者稱此種現(xiàn)象為「骨整合 (Osseointegration)J0
牙植體的成功與否，受到許多因素影響，諸如骨質(zhì)、骨量、植體幾何形狀與表面性質(zhì)...等等。然而姑且不論手術(shù)條件及技術(shù)因素，在植體骨愈合過(guò)程中，「牙植體」在骨槽中的骨整合及承受咀嚼力負(fù)荷下的穩(wěn)固度相當(dāng)重要。而其中鈦合金「牙植體」具有骨整合的生物兼容性，而植體表面的紋理(Texture)、潔凈、電化學(xué)等特性，更關(guān)系著牙床早期骨整合與穩(wěn)定程度的良莠。有不少研究關(guān)于「牙植體」表面結(jié)構(gòu)與處理的方法，期待進(jìn)一步提升植牙早期骨愈合和穩(wěn)固性。然而牙植體植入后，如何快速有效形成骨整合的最佳表面孔徑及粗糙度，以獲致較佳的初期與愈后長(zhǎng)期穩(wěn)固度，至今仍尚未獲致明確結(jié)論，追求「牙植體」 各種表面改質(zhì)方式與制程參數(shù)，更是近年來(lái)仍致力研究的主題。
許多文獻(xiàn)登載了「牙植體」表面特性對(duì)于不同細(xì)胞行為的影響。例如對(duì)于植體表面不進(jìn)行處理，即所謂的切削加工面，如Nobel Biocare的Branemark System(該公司另有氧化鈦表面處理技術(shù)的TiUnite產(chǎn)品)。而依據(jù)世界各國(guó)廠牌的數(shù)據(jù)顯示，有許多「牙植體」系統(tǒng)進(jìn)行不同的表面處理方式，或因?qū)＠拗贫仨毣乇苡谝话闼熘谋砻嫣幚恚?轉(zhuǎn)而賦予不同名稱，如ACE公司的RBM(Resorbable blast material)方法，Anthogyr公司的 BCP (Biphasic calcium phosphate)方法，BioHorizons 的 RBT (Resorbable blast texturing)方法，Spline公司的SBM(Soluble blast medium)方法等，皆都是以氫氧基磷灰石(Hydroxylapatite，HA)，或是磷酸鈣(Tricalcium phosphate, TCP)作為表面噴砂的加工介質(zhì)。而一般有關(guān)「牙植體」的表面改質(zhì)，目前則以Mraumarm公司的SLA技術(shù)，以及 Nobel Biocare公司的TiUnite表面氧化方法為當(dāng)前主流的表面處理方式。
大致而言，傳統(tǒng)上增加表面積和提供曲折宏觀外形與粗化植體表面處理方式，主要可分為兩類別
一種是在植體的表面添加涂層，這些方式包括了 HA電漿噴涂處理，如Steri-oss System, Integral System, Paragon Ssystem. . . 方； ζ。而#禾11 用 Titanium(TPS)處理，如早期Mraumann TPS, Steri-oss System...等方式。此外還有利用陽(yáng)極電化學(xué)鍍膜涂層的方式，如Nobel Biocare公司的TiUnite方式，日本Kyocera公司的POISystem 方式。
另一種則是于牙植體表面進(jìn)行蝕刻處理，可增加表面積并改變微觀紋理或粗化，這些表面處理方式包括噴砂處理(Sandblasting)，如Ankylos System方法；酸蝕處理(Acid Etching)，如 Biomet 3i System 方法；噴砂后酸燭(Sandblasted Large-grit Acid-etching SLA)，如 Stranmann SLA方法；噴砂酸燭后親水處理，如 Stranmann SLActive 方法；以可吸收顆粒物質(zhì)的噴蝕處理(Resorbable (Soluble) Blast Medium, RBM)，如 Biohorizon System 方法，以及 Osstem RBM 方法等。
而從文獻(xiàn)的分析顯示出，在不同表面處理的改質(zhì)(包括切削加工、噴砂、氫氧基磷灰石涂層、電漿噴涂鈦、酸蝕、表面氧化、可吸收顆粒物質(zhì)的噴蝕處理和噴砂后酸蝕SLA)情況下，僅有可吸收顆粒物質(zhì)的噴蝕處理方法，以及氫氧基磷灰石涂層與噴砂酸蝕方法，對(duì)于 「牙植體」界面骨整合具有較佳的接合率。
故而為了能產(chǎn)生更佳的人工醫(yī)療器材以供醫(yī)療所需，需要研發(fā)新式「牙植體」的表面處理技術(shù)，藉以提高「牙植體」整體的骨整合接合率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種牙植體表面處理的方法，首先提供一牙植體，接著對(duì)該牙植體進(jìn)行噴砂處理，繼續(xù)對(duì)該牙植體進(jìn)行蝕刻處理，包括使用酸或堿對(duì)該牙植體進(jìn)行蝕刻處理。最后以氫氧基磷酸鈣涂層進(jìn)行局部處理該牙植體，使該牙植體表面具有局部孔洞狀氫氧基磷酸鈣的涂層披覆。
本發(fā)明系使用鈦或鈦合金人工牙植體，經(jīng)噴砂-酸蝕(Sand-blasted with Large Grit, Acid Etching)及具有生物兼容性的氫氧基磷酸鈣局部處理后，使人工牙植體表面具有特定的多孔狀結(jié)構(gòu)外，亦具有可局部孔洞狀氫氧基磷酸鈣涂層披覆。
本發(fā)明可加速類成骨細(xì)胞及骨整合的速度，進(jìn)而縮短人工植牙的治療時(shí)程。
此外，本發(fā)明的局部氫氧基磷酸鈣涂層披覆，可提高骨整合的效果，亦可解決原一般市售產(chǎn)品氫氧基磷酸鈣涂層易有生物性降解而影響牙植體穩(wěn)固性的問(wèn)題。


圖1示本發(fā)明的實(shí)施方法流程圖。
圖2A與圖2B所示為本發(fā)明所形成的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的一種牙植體表面處理的方法，實(shí)施方式如圖1的流程圖所示，包括了以下步驟
首先如圖1的步驟101所示，提供一牙植體，而該牙植體以鈦或是鈦合金的材質(zhì)所構(gòu)成。
接著如圖1的步驟102所示，對(duì)該牙植體進(jìn)行噴砂處理。通常噴砂(sandblast) 又稱珠擊法(shot peening)，系利用硬質(zhì)砂粒藉由外在的動(dòng)力，以高速飛出將物質(zhì)打到欲處理物上，使其表面產(chǎn)生所設(shè)定的咬花表面、或是去除污漬氧化物、以及消除傷痕及清潔表面。噴砂的機(jī)制分為干式與濕式兩種，一般來(lái)說(shuō)濕式較適合粒徑約15微米(um)以下的噴砂粒徑。噴砂所使用的物質(zhì)一般有鋼珠系、不銹鋼系、氧化鋁系、亞鉛系、銅、鐵砂、鋁合金、 碳化硅素、鐵珠、玻璃珠、樹脂系、硅砂，其他如陶瓷、碳酸鈣、碳酸氫鈉、硬植物果實(shí)碎片等。 因大小粒徑有所不同，不同大小噴砂物與所處理的效果不同。一般可以將噴砂處理方法分為離心式方法，虹吸式方法及加壓式方法等。
繼續(xù)如圖1的步驟103所示，對(duì)該牙植體進(jìn)行蝕刻處理，包括使用酸或堿對(duì)該牙植體進(jìn)行蝕刻處理，以獲得1至3微米的表面粗糙度。而酸處理可去除鈦金屬材料表面氧化層及污染物，以獲得干凈與均勻的表面。常用的酸預(yù)處理溶液為蒸餾水中溶解10% 30% 的硝酸(HNO3)及 3%的氟化氫(HF)。其中氟化氫容易與二氧化鈦產(chǎn)生反應(yīng)形成氟化鈦及氫氣，但鈦吸收氫氣后鈦表面會(huì)變脆，故為了防止氫脆發(fā)生，以10 1的硝酸及氟化氫混合，可以減少氫氣產(chǎn)生。此外，酸蝕(Acid-Etch)亦可作為噴砂后，大區(qū)域表面的粗糙度區(qū)域中，更細(xì)微粗糙度區(qū)域形成的功用，亦可作為成骨細(xì)胞依附的表面。對(duì)于鈦或鈦合金有蝕刻能力的強(qiáng)酸或堿如氫氟酸(HF)、氫氯酸(HCL)、硫酸(H2SO4)、氨水(NH4OH)、磷酸 (H3PO4)及硝酸(HNO3)等。而根據(jù)美國(guó)專利編號(hào)第5456723號(hào)所示的資料，其所采用的酸液比例為50%氫氟酸60%硝酸水=4 2 76，而室溫下蝕刻約1. 5分鐘；或是酸液比例為30%氫氯酸60%硫酸水=10 80 10，于高溫下蝕刻約1分鐘，且其中噴砂的粒徑尺寸約為100微米至300微米。
最后如圖1的步驟104所示，以物理氣相沉積法(PVD)形成「氫氧基磷酸鈣 (Ca10(PO4)6(OH)2, HA)涂層」于該牙植體的外部表面，使該牙植體表面具有局部孔洞狀氫氧基磷酸鈣的涂層，而其中該氫氧基磷酸鈣涂層的厚度約為20奈米至200奈米。而由于該氫氧基磷酸鈣的成分極接近人體骨骼成分的磷酸鈣鹽，故一般常用于替代人體硬組織結(jié)構(gòu)， 如髖骨或是牙齒等結(jié)構(gòu)。
圖2A所示為所提供的牙植體201示意圖，該表面較為平滑完整，且無(wú)任何加工的痕跡。
圖2B所示為由本發(fā)明進(jìn)行處理后所形成的結(jié)構(gòu)圖，牙植體201的表面具有氫氧基磷酸鈣涂層202，即于牙植體201表面上產(chǎn)生具有許多局部孔洞狀的氫氧基磷酸鈣涂層 202。
故而本發(fā)明使人工牙植體表面可產(chǎn)生特定的多孔狀結(jié)構(gòu)，亦具有局部孔洞狀氫氧基磷酸鈣的涂層批覆，故可加快類成骨細(xì)胞與自然骨的接口進(jìn)行相互接合的速度，具有較易整合的效果，進(jìn)而縮短人工植牙的治療時(shí)程。此外，于該人工牙植體表面所形成的局部孔洞狀氫氧基磷酸鈣涂層披覆，亦具有解決原氫氧基磷酸鈣涂層所易產(chǎn)生生物性降解，影響牙植體穩(wěn)固性而造成骨整合效果不佳的問(wèn)題。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要求；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述的權(quán)利要求內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種牙植體表面處理的方法，其特征是提供一牙植體；對(duì)該牙植體進(jìn)行一噴砂處理；對(duì)該牙植體進(jìn)行一蝕刻處理；以及以物理氣相沉積法形成一氫氧基磷酸鈣涂層于該牙植體的表面，使該牙植體表面具有局部孔洞狀的該氫氧基磷酸鈣的一涂層批覆，藉以完成該牙植體表面處理的方法。
2.如權(quán)利要求1所述的牙植體表面處理的方法，其特征在于，該牙植體從鈦及鈦合金的群組中選出。
3.如權(quán)利要求1所述的牙植體表面處理的方法，其特征在于，該噴砂處理從離心式方法，虹吸式方法及加壓式方法的群組中選出。
4.如權(quán)利要求1所述的牙植體表面處理的方法，其特征在于，該蝕刻處理包含以堿對(duì)該牙植體進(jìn)行蝕刻處理。
5.如權(quán)利要求4所述的牙植體表面處理的方法，其特征在于，該堿包含氨水(NH4OH)。
6.如權(quán)利要求1所述的牙植體表面處理的方法，其特征在于，該蝕刻處理包含以酸對(duì)該牙植體進(jìn)行蝕刻處理。
7.如權(quán)利要求6所述的牙植體表面處理的方法，其特征在于，該酸從氫氟酸(HF)、氫氯酸(HCL)、硫酸(H2SO4)、磷酸(H3PO4)及硝酸(HNO3)的群組中選出。
8.如權(quán)利要求1所述的牙植體噴砂處理方法，其特征在于，噴砂的粒徑尺寸約為100微米至300微米。
9.如權(quán)利要求1所述的牙植體表面處理的方法，其特征在于，該氫氧基磷酸鈣涂層約為20奈米至200奈米。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種牙植體表面處理的方法，利用鈦或鈦合金人工牙植體，經(jīng)噴砂-酸蝕及涂覆具有生物兼容性的氫氧基磷酸鈣的局部處理后，使人工牙植體表面具有特定的多孔狀結(jié)構(gòu)，亦具有可局部孔洞狀氫氧基磷酸鈣涂層批覆，故可以加速類成骨細(xì)胞及骨整合的速度，進(jìn)而縮短人工植牙的治療時(shí)程。
文檔編號(hào)A61C8/00GK102525673SQ201110306258
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月7日
發(fā)明者馮慧平, 彭坤增, 楊永欽, 洪國(guó)永, 鄭春德 申請(qǐng)人:長(zhǎng)庚醫(yī)學(xué)科技股份有限公司