本發(fā)明屬于生物醫(yī)用植入物領(lǐng)域，具體涉及一種具有BMP-2緩釋復(fù)合涂層的種植體及其制備方法。

背景技術(shù)：

鈦金屬具有良好的生物相容性、力學(xué)性能和機(jī)械加工潛力等優(yōu)點(diǎn)，目前作為牙種植材料在口腔科廣泛應(yīng)用。然而，鈦金屬本身具有生物惰性，被植入機(jī)體后，引發(fā)愈合時(shí)間長(zhǎng)、生物活性低，誘導(dǎo)骨修復(fù)能力差等問(wèn)題。為了提高其生物活性，目前大多采用等離子噴涂、離子濺射、電泳、微波燒結(jié)等技術(shù)改造種植體表面的微觀物理形貌和化學(xué)成分，形成具有較好生物相容性的粗糙多孔表面，并提高了種植體育骨組織的結(jié)合強(qiáng)度，但此類種植體與骨組織之間仍然是物理性結(jié)合，但無(wú)骨誘導(dǎo)性能，與周圍組織的生物相容性低，臨床上口腔種植治療的周期相當(dāng)長(zhǎng)，給患者的生活帶來(lái)諸多不便。近年來(lái)，在改造種植體表面的微觀物理形貌的基礎(chǔ)上，在其表面制備或涂覆生物活性分子涂層或薄膜，達(dá)到促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖和分化來(lái)促使新骨的形成，縮短了治療周期。

骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)為高效骨誘導(dǎo)因子，可在骨修復(fù)早期通過(guò)誘導(dǎo)未分化間充質(zhì)細(xì)胞和骨髓基質(zhì)細(xì)胞不可逆分化為軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞而誘導(dǎo)新骨形成。目前，將BMP作為生物活性分子引入種植體表面的研究很多，但由于BMP很容易在體內(nèi)被擴(kuò)散或吸收降解，因此無(wú)法在局部發(fā)揮持續(xù)剌激和誘導(dǎo)成骨的作用，其生物活性難以得到充分發(fā)揮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有BMP-2緩釋復(fù)合涂層的種植體及其制備方法。通過(guò)本發(fā)明在純鈦種植體表面成功構(gòu)建了BMP-2緩釋復(fù)合涂層，復(fù)合涂層中的BMP-2F在體外緩釋4周以上，并具有生物活性。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種具有BMP-2緩釋復(fù)合涂層的種植體，所述種植體的外表面設(shè)置有螺紋，所述種植體兩端分別為頸部和頭部，其特征在于，所述頭部的外表面上設(shè)置有螺旋狀自攻槽，所述螺旋狀自攻槽的螺旋方向與螺紋螺旋方向相同，所述螺旋狀自攻槽的螺紋升角與螺紋的螺紋升角不同；所述種植體外表面具有鈦基底層，所述鈦基底層外表面具有二氧化鈦基層，所述二氧化鈦基層的外表面涂覆有鈣磷離子/BMP復(fù)合涂層。

在上述技術(shù)方案中，該種植體的BMP-2緩釋復(fù)合涂層的制備方法包括以下步驟：

(1)將鈦金屬種植體表面用200、300、600和2000目砂紙逐級(jí)打磨，清洗，在60℃烘干；

(2)以烘干后的種植體為陽(yáng)極、鉑片為陰極、0.5％HF水溶液為電解液，在20V電壓下使用兩電極體系陽(yáng)極氧化0.5-2h，取出種植體超聲清洗，室溫自然干燥；

(3)將干燥后的種植體置于氫氟酸與鹽酸組成的混合酸蝕劑中進(jìn)行表面刻蝕處理，取出種植體超聲清洗，室溫自然干燥；

(4)將進(jìn)行表面刻蝕處理后的種植體置于60℃、5mol/L NaOH溶液孵育24-48h，用水超聲清洗、干燥后，600℃下處理1-2h；

(5)將高溫處理后的種植體在紫外線下消毒24-48h，在無(wú)菌條件下，浸入含有1-5mg/mL BMP-2的SBF溶液中，在37℃下孵育12-48h。

進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，在步驟(5)中，在所述的種植體浸入含有BMP-2的SBF溶液的過(guò)程中每隔12小時(shí)換液一次。

進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，在步驟(3)中，所述的混合酸蝕劑為47％的氫氟酸與38％的鹽酸以體積比1:1混合的混合液。

進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，在步驟(4)中，在步驟(3)中，所述的表面刻蝕處理溫度為60℃，刻蝕處理時(shí)間為10-20min。

進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述自攻槽由兩個(gè)圓弧面組成，兩個(gè)圓弧面的結(jié)合部位為相切連接；所述自攻槽個(gè)數(shù)為兩個(gè)以上，所述兩個(gè)以上自攻槽均布在頭部的外表面；所述頭部為錐臺(tái)，所述頭部錐臺(tái)的大徑端靠近頸部，所述頭部遠(yuǎn)離頸部的一端為圓弧面；所述頸部為錐臺(tái)，所述頸部錐臺(tái)的大徑端靠近頭部；所述自攻槽的深度自頭部錐臺(tái)的小徑端向頭部錐臺(tái)的大徑端逐漸變淺。

進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述盲孔與種植體同軸，所述盲孔包括同軸順次連接的圓錐孔、梅花形孔、圓柱孔和螺紋孔，所述圓錐孔靠近盲孔開口端，所述圓錐孔為符合莫氏圓錐面的圓錐孔；所述梅花形孔為橫截面為梅花形通孔。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明在純鈦(或鈦合金)種植體表面成功構(gòu)建了鈣磷離子/BMP-2緩釋復(fù)合涂層，涂層中BMP-2的載荷量高，BMP-2全層均勻分布于鈣磷離子涂層中，植入體內(nèi)后，隨著鈣磷離子涂層表面的緩慢溶解，BMP-2被逐步釋放于周圍組織中，具有緩釋作用。

2.本發(fā)明通過(guò)種植體表面鈦金屬表面氧化、酸蝕和堿熱處理，提高材料表面的粗糙度和表面能，增強(qiáng)材料表面的活性，可以促進(jìn)鈣磷離子的沉積并增強(qiáng)涂層的結(jié)合強(qiáng)度，臨床植入時(shí)的扭矩高于復(fù)合涂層的平均臨界載荷。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明種植體的主視圖。

具體實(shí)施方式

下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。下述實(shí)施例中，如無(wú)特殊說(shuō)明，所使用的實(shí)驗(yàn)方法均為常規(guī)方法，所用試劑等均可從化學(xué)公司購(gòu)買。

下述實(shí)施例中，所用的人工牙種植體具有以下結(jié)構(gòu)特征：所述人工牙種植體外表面設(shè)置有螺紋，如圖1所示，該種植體外表面設(shè)置有螺紋，種植體兩端分別為頸部6和頭部5，頭部5的外表面上設(shè)置有螺旋狀自攻槽2，螺旋狀自攻槽2的螺旋方向與螺紋的螺旋方向均為右旋，螺旋狀自攻槽2的螺紋升角大于螺紋的螺紋升角。自攻槽2由第一圓弧面3和第二圓弧面4構(gòu)成，第一圓弧面3和第二圓弧面4的結(jié)合部位為相切連接，能夠避免角度開槽在拐角處的應(yīng)力集中，提高種植體強(qiáng)度。本實(shí)施例頭部5為錐臺(tái)，頭部錐臺(tái)的錐度錐面與水平面的夾角約為80°，頭部5錐臺(tái)的大徑端靠近頸部6，頭部5遠(yuǎn)離頸部6的一端為圓弧面1；頸部6為錐臺(tái)，頸部6錐臺(tái)的大徑端靠近頭部5。自攻槽2的深度自頭部5錐臺(tái)的小徑端向頭部5錐臺(tái)的大徑端逐漸變淺，自攻槽2的容積和螺紋擠壓后與骨組織體積一致。所述種植體外表面具有鈦基底層，所述鈦基底層外表面具有二氧化鈦基層，所述二氧化鈦基層的外表面涂覆有鈣磷離子/BMP復(fù)合涂層。

實(shí)施例1

一種具有BMP-2緩釋復(fù)合涂層的種植體，該種植體的BMP-2緩釋復(fù)合涂層的制備方法包括以下步驟：

(1)將鈦金屬種植體表面用200、300、600和2000目砂紙逐級(jí)打磨，依次用丙酮、乙醇和蒸權(quán)水超聲清洗10min，在60℃烘干；

(2)以烘干后的種植體為陽(yáng)極、鉑片為陰極、0.5％HF水溶液為電解液，在20V電壓下使用兩電極體系陽(yáng)極氧化1h，取出種植體用水超聲清洗30min，室溫自然干燥；

(3)將干燥后的種植體置于氫氟酸與鹽酸組成的混合酸蝕劑中進(jìn)行表面刻蝕處理，表面刻蝕處理溫度為60℃，刻蝕處理時(shí)間為10min，取出種植體用水超聲清洗30min，室溫自然干燥；

(4)將進(jìn)行表面刻蝕處理后的種植體置于60℃、5mol/L NaOH溶液孵育24h-48小時(shí)，用水超聲清洗后，干燥后600℃下處理1h；

(5)將高溫處理后的種植體在紫外線下消毒24h，在無(wú)菌條件下，浸入含有1mg/mL BMP-2的SBF溶液中，在37℃下孵育24h，每隔12小時(shí)換液一次。

其中，在步驟(3)中，所述的混合酸蝕劑為47％的HF與38％的HCl以體積比為1:1混合的混合液。

復(fù)合涂層的厚度為11.6μm，用ELISA法檢測(cè)復(fù)合涂層體外釋出BMP-2的量，測(cè)定結(jié)果顯示，涂層在PBS溶液中浸泡4周后，釋放出了總重量的80％。

實(shí)施例2

一種具有BMP-2緩釋復(fù)合涂層的種植體，該種植體的BMP-2緩釋復(fù)合涂層的制備方法包括以下步驟：

(1)將鈦金屬種植體表面用200、300、600和2000目砂紙逐級(jí)打磨，依次用丙酮、乙醇和蒸權(quán)水超聲清洗10min，在60℃烘干；

(2)以種植體為陽(yáng)極、鉑片為陰極、0.5％HF水溶液為電解液，在20V電壓下使用兩電極體系陽(yáng)極氧化1.5h，取出種植體用水超聲清洗30min，室溫自然干燥；

(3)將種植體置于氫氟酸與鹽酸組成的混合酸蝕劑中進(jìn)行表面刻蝕處理，表面刻蝕處理溫度為60℃，刻蝕處理時(shí)間為20min，取出種植體用水超聲清洗30min，室溫自然干燥；

(4)將進(jìn)行表面刻蝕處理后的種植體置于60℃、5mol/L NaOH溶液孵育24h-48小時(shí)，用水超聲清洗后，干燥后600℃下處理1.5h；

(5)將高溫處理后的種植體在紫外線下消毒48h，在無(wú)菌條件下，浸入含有4mg/mL BMP-2的SBF溶液中，在37℃下孵育48h，每隔12小時(shí)換液一次。

其中，在步驟(3)中，所述的混合酸蝕劑為47％的HF與38％的HCl以體積比為1:1混合的混合液。

復(fù)合涂層的厚度為12.6μm，用ELISA法檢測(cè)復(fù)合涂層體外釋出BMP-2的量，測(cè)定結(jié)果顯示，涂層在PBS溶液中浸泡4周后，釋放出了總重量的85％。