專利名稱：具螺紋構(gòu)造生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)及其選擇性表面處理的方法
技術領域：
本發(fā)明關于一種生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)，特別是一種表面具有生物活性物質(zhì)及納米級孔洞的生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)，以及對生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)做表面處理的方法。
背景技術：
一般而言，植體在植入人體后，必須避免引起組織周圍發(fā)生病變，也就是植體不可釋放或解離出有毒物質(zhì)，也不能造成凝血(blood coagulation)或溶血(hemolysis)反應， 因此在材料選擇上首重生物相容性(biocompatibility)。目前常應用于生醫(yī)植體的金屬材料為不銹鋼、鈦合金、鉻-鈷合金等，其中又以鈦金屬最常使用，除金屬原有的機械性質(zhì)佳外，當鈦金屬曝露于空氣、水中或生物體內(nèi)，會自發(fā)性生成高穩(wěn)定性的氧化層而具有極佳的生物相容性，根據(jù)研究指出，銳鈦礦(anatase) 結(jié)構(gòu)的二氧化鈦薄膜可有效的提高蛋白質(zhì)的吸附，而減少纖維組織的生成；但又因二氧化鈦具有生物惰性的性質(zhì)，若要將此植入物固定于骨頭健康較差的生物體內(nèi)，相對其與周圍組織及本身骨頭復原情況及效果將不如預期的好。以牙根植體為例，若牙根植體選擇具化學穩(wěn)定性及表面平滑度的材料，則較不會產(chǎn)生毒性及刺激性，但此種材料表面光滑，幾乎不會與周圍組織產(chǎn)生反應及鍵結(jié)，因此會在牙根植體周圍形成約0. 1 10 μ m纖維包膜(fibrouscapsule)。由于此包膜并非與牙根植體相連接，在包膜繼續(xù)增厚的情況下，會阻斷周圍組織血流的供應，造成牙根周圍組織廢物的堆積導致發(fā)炎形成囊腫；另外，包膜鈣化及硬化壓迫到牙根植體周圍組織，也會造成局部疼痛；此外，由于受應力不均勻，而造成牙根植體或周圍組織受損、疼痛或人工牙根松脫的現(xiàn)象。為了避免上述包膜的問題，傳統(tǒng)工藝上會針對牙根植體表面進行表面處理。而對牙根植體表面進行處理的方式，包括針對牙根植體表面做蝕刻或內(nèi)蝕孔洞化的噴砂處理、 對牙根植體表面做被覆涂層處理，或是燒結(jié)顆粒于植體表面形成孔洞的燒結(jié)法。針對傳統(tǒng)的噴砂處理而言，由于噴砂處理是利用動能撞擊，因此噴砂處理過后的牙根植體表面孔洞間的距離較大，大小尺寸不一，機械強度較弱；而且，孔洞深度在微米范圍，對于細胞增生、貼附、分化并無太大的幫助；另外，表面處理完后，若無經(jīng)過仔細清潔及消毒，容易在植入人體后造成過敏現(xiàn)象；此外，噴砂處理的孔洞生成的方式，因為沒有選擇性，因此在受力較大的部分會產(chǎn)生反應，牙根植體會因受力超過本身的楊氏系數(shù)而產(chǎn)生崩毀或形變。而針對牙根植體表面做被覆涂層處理的方式，由于牙根植體表面與涂層彼此無任何化學鍵結(jié)，容易在植入人體后，經(jīng)長時間下造成脫落現(xiàn)象而失去原有能力。至于燒結(jié)法則是多采用高溫下達到表面改質(zhì)效果，但在高溫過程中往往會造成牙根植體晶相產(chǎn)生變化而使得物理及化學性質(zhì)改變，因此牙根植體材料的選擇有所限制。另外，針對牙根植體本身，為了促進牙周組織的骨質(zhì)增生，也會加入各種生長材料。有關將活性材料披覆于金屬材料上的方法有很多方式，其中最廣泛接受的方式為等離子噴射法。等離子噴射法固定方式的問題在于，因為等離子噴涂是在1000°c高溫下進行，除了生長因子沉積于載體上外，高溫下會使生長因子不穩(wěn)定而產(chǎn)生許多非結(jié)晶相，進而影響牙根植體與生長因子的純度和結(jié)合度，加上牙根植體與生長因子的熱膨脹系數(shù)不同，會造成接口間極大的應力，容易在植入人體經(jīng)長時間與體液接觸后，造成脫落現(xiàn)象而失去與組織間的結(jié)合力，而此方法也無法將生長材料穩(wěn)定固定于多孔性質(zhì)的牙根植體中。在中國臺灣專利申請TW093117549中，提供一種具有吸盤式納米孔洞的生醫(yī)植入物及其制法，并揭露利用電化學方式在骨科植入物表面形成孔洞。利用該方法雖然可形成多個納米孔洞，但其表面孔洞的特征為，在孔壁與孔壁之間是分開沒有相連，植入物在整體機械強度上可能會過于薄弱，在植入物受力時，可能因獨立孔洞結(jié)構(gòu)，造成植體變形或崩塌。且其并未揭露如何將活性物質(zhì)披覆于孔洞內(nèi)的方法。因此，如何克服上述牙根植體表面處理的缺陷，又能提供牙周組織骨質(zhì)增生，同時兼顧植體結(jié)構(gòu)的機械強度，是本發(fā)明所欲解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種孔洞選擇性地在螺距生成的生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)，其中生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表面具有螺紋及多個納米級孔洞，該些孔洞僅分布在該些螺紋與螺紋之間的區(qū)域，生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)可以因應用需求而再增加生物活性物質(zhì)，加強與生物體相容性及骨整合性，因此，在所述的生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)還包括一生物活性物質(zhì)，分布于植體結(jié)構(gòu)表層及該些孔洞中。本發(fā)明的另一目的是提供一種對植體結(jié)構(gòu)做表面處理的方法，包括提供一植體結(jié)構(gòu)，植體結(jié)構(gòu)的材料為金屬；對植體結(jié)構(gòu)進行表面清潔；施以一熱處理，可在真空、惰性、 鈍性氣體等環(huán)境下進行；接著，以陽極處理方式形成金屬氧化層薄膜于植體結(jié)構(gòu)表面，并于植體結(jié)構(gòu)表面形成多個納米級孔洞，其中，利用陽極處理方式所使用的電解液含有氟離子， 例如氟化銨；最后，可以因應用需求而再增加生物活性物質(zhì)加強與生物體相容性及骨整合性，固定一生物活性物質(zhì)分布于植體結(jié)構(gòu)表層及該些孔洞中。使用本發(fā)明所提供的選擇性表面處理具螺紋構(gòu)造生醫(yī)植體的方法，處理后的植體結(jié)構(gòu)具有下列優(yōu)點1.納米級孔洞僅選擇性生成于植體結(jié)構(gòu)表面螺紋與螺紋之間的區(qū)域，當植體結(jié)構(gòu)受力時，強度相對較弱的螺紋所在處較不容易因受力而發(fā)生形變或崩塌，造成植體結(jié)構(gòu)在植入人體后松脫。2.納米級孔洞的生成方向具有很強的單一性，使植體結(jié)構(gòu)內(nèi)部不會因孔洞之間相通而降低植體結(jié)構(gòu)的機械強度。3.增加植體結(jié)構(gòu)和骨組織的接觸面積及骨引導性(Osteoconductive)，讓骨細胞易于生長。4.可以電化學沉積方式散布或填充生物活性物質(zhì)于植體結(jié)構(gòu)的孔洞中，使植體結(jié)構(gòu)在植入人體后具有骨誘導性(Osteoinductive)，使骨細胞活性增加，以減少植體結(jié)構(gòu)與組織的骨整合(Osseointegration)時間。綜上，植體結(jié)構(gòu)通過本發(fā)明所提供的表面處理方法處理后，可通過增加組織及植體結(jié)構(gòu)接觸的表面積，促進骨質(zhì)增生，達到骨引導(Osteoconductive)、骨誘導(Osteoinductive)的功能，有效縮短骨整合(Osseointegration)時間，縮短病人經(jīng)手術后所需要的復原期。


圖IA 本發(fā)明實施例牙根植體植入人體的示意圖；圖IB 本發(fā)明實施例的牙根植體結(jié)構(gòu)；圖IC 本發(fā)明實施例的牙根植體結(jié)構(gòu)局部放大圖；圖ID 為圖IC中沿著A-A截線的剖面圖；圖2本發(fā)明表面處理方法的流程圖；及圖3A 3D進行陽極處理時，植體結(jié)構(gòu)表面的孔洞生成過程示意圖。元件符號說明1……牙根植體結(jié)構(gòu)10……納米級孔洞11……生物活性物質(zhì)12……螺紋120……螺紋與螺紋之間的區(qū)域13……氧化層薄膜
具體實施例方式關于本發(fā)明所述的選擇性表面處理具螺紋構(gòu)造生醫(yī)植體的方法以及其生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)，可以通過以下詳述及所附圖式，得到進一步的了解。為了能更清楚描述本發(fā)明所提出的生醫(yī)植體的特征，現(xiàn)配合圖式詳細說明如下。 本發(fā)明所提出的生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)具有螺紋，可應用于牙根植體、骨釘、骨板等等。在本發(fā)明中， 以一牙根植體結(jié)構(gòu)做為一實施例，配合圖示作詳細的敘述。請參照圖IA 1D，圖IA顯示本發(fā)明實施例的示意圖，為本發(fā)明的牙根植體結(jié)構(gòu)1 實際植入牙床的情況。圖IB為本發(fā)明實施例的牙根植體結(jié)構(gòu)。由于植體結(jié)構(gòu)在植入人體后，需考慮不會引起植體結(jié)構(gòu)周圍組織發(fā)生病變，因此其材質(zhì)須選用具生物相容性的材料，任一現(xiàn)有的生物相容性金屬或金屬合金材料皆可選用，在本發(fā)明中是選用鈦金屬作為牙根植體結(jié)構(gòu)1的材料。這是因為鈦金屬除了金屬原有的機械性質(zhì)佳外，其表面容易形成二氧化鈦，屬于惰性的陶瓷材料，不容易與其它物質(zhì)產(chǎn)生反應；二氧化鈦具有比氧化鋁及氧化鋯更好的生物相容性，因此，當二氧化鈦轉(zhuǎn)換成金紅石結(jié)構(gòu)時，能提高生物相容性；此外，二氧化鈦構(gòu)成的表面耐酸堿，有效防止鈦離子的釋出。圖IC為本發(fā)明實施例的牙根植體結(jié)構(gòu)局部放大圖，圖ID為圖IC中沿著A-A截線的剖面圖。其中牙根植體結(jié)構(gòu)1表面具有多個納米級孔洞10及一生物活性物質(zhì)11。為了讓骨細胞能夠貼附牙根植體結(jié)構(gòu)1成長，增加其生物結(jié)合力，牙根植體結(jié)構(gòu)1 表面會具有多個納米級孔洞10，孔洞開口平均直徑大小約10至500nm。由于牙根植體結(jié)構(gòu) 1在植入人體后，也需考慮植體結(jié)構(gòu)的機械強度不能太弱，因此，孔洞開口平均直徑大小約 10至SOnm為最佳。在本發(fā)明實施例中，相鄰兩孔洞的間距需至少大于5nm。而間距的大小則依照使用者的狀況來做調(diào)整。生物活性物質(zhì)11，分布于牙根植體結(jié)構(gòu)1表層及孔洞10中，以增加牙根植體結(jié)構(gòu)1與生物體的相容性及骨整合性，如圖1D。生物活性物質(zhì)11可促進骨質(zhì)增生，并達到骨引導(Osteoconductive)、骨誘導(Osteoinductive)的功能，有效縮短骨整合 (Osseointegration)時間。此生物活性物質(zhì)11選用包含鈣、磷元素及氫氧基的材料。在一較佳實施例中，生物活性物質(zhì)11選用磷酸鈣材料，以氫氧基磷灰石作為骨接合之用，因為氫氧基磷灰石是Ca/P莫耳比為1. 67與人體骨骼的Ca/P值1. 6非常接近，具有誘導骨化的效果，利于骨細胞貼附和成長，增加其生物結(jié)合力，使新生骨頭與骨頭形成較強的化學鍵結(jié)。要注意的是，在本發(fā)明實施例中，如圖IB所示，牙根植體結(jié)構(gòu)1表面還具有螺紋 12，以便于將牙根植體結(jié)構(gòu)1固定于牙床中。因為螺紋12的機械強度相較于螺紋與螺紋之間的區(qū)域120而言較弱，因此，前述的納米級孔洞10僅分布在螺紋與螺紋之間的區(qū)域120。本發(fā)明同時提供一種選擇性表面處理具螺紋構(gòu)造生醫(yī)植體的方法。參照圖2，為本發(fā)明實施例的流程圖。對植體結(jié)構(gòu)做表面處理的目的，即在于讓植體結(jié)構(gòu)表面形成多個納米級孔洞，讓骨細胞易于生長。本發(fā)明所提供的方法不限于本發(fā)明實施例所使用的植體結(jié)構(gòu)，其它如關節(jié)用植入物，或者是骨科手術植入物等等，也可使用本發(fā)明的方法在表面形成孔洞，以及生物活性物質(zhì)。本發(fā)明實施例所提供的對植體結(jié)構(gòu)做表面處理的方法，包括SlO 首先提供一具有螺紋的生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)。如前所述，生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)在本發(fā)明實施例中為一牙根植體結(jié)構(gòu)1。而植體結(jié)構(gòu)的材料為任一具生物相容性的金屬，本發(fā)明實施例選用鈦金屬或鈦合金作為牙根植體結(jié)構(gòu)1的材料；S15 對生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)進行表面清潔。由于具表面缺陷或雜質(zhì)的鈦試片，在納米孔洞生成中有很大的影響，因此在制備前需要盡可能的對生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)進行表面清潔。本發(fā)明實施例中，利用丙酮、乙醇、去離子水分別于超音波振蕩以去除表面油漬與臟污。S20 對生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)做熱處理，使生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)原有的應力效應消失并增加其氧化層致密度。做熱處理時，可選擇在真空，惰性或鈍性氣體下進行。此步驟的目的是使孔洞僅于螺紋12和螺紋12之間的區(qū)域120形成，而盡量不形成于螺紋12的突起部分。因為在螺紋突起處受力較大，若是在此部分也形成孔洞，當牙根植體結(jié)構(gòu)1受力時，易使強度相對較弱的螺紋所在處更加脆弱。由于一般金屬于尖端處氧化力強，在熱處理時受熱也較多，因此在熱處理后使原有的氧化層薄膜13更加的致密，類似保護層的作用，使得在陽極處理時，減少螺紋突起部分孔洞的產(chǎn)生。而在真空，惰性或鈍性氣體下的環(huán)境中做熱處理，是為了避免空氣中的氧在高溫下于牙根植體結(jié)構(gòu)1表面形成太厚的氧化層薄膜13，造成在后續(xù)做陽極處理時，難以生成孔洞。另一方面，在熱處理過程中，也消除牙根植體結(jié)構(gòu)1本身原有的應力效應并使生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表面原本所含有的氧化層薄膜13更加致密及堅固。本發(fā)明實施例是在真空度約KT1至10_8torr的環(huán)境下，熱處理溫度約200至900°C。最佳實施例是將生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)在真空度約10_2至10_4torr的環(huán)境下，將植體結(jié)構(gòu)升溫至約600至700°C。S25:施以電化學法拋光植體結(jié)構(gòu)。電化學拋光則利用乙二醇丁醚Ethylene Glycol Butyl ether，EG)、甲醇(Methanol)和過氯酸(PerchloricAcid)混合的電拋光液。 以牙根植體結(jié)構(gòu)1為陽極，鉬(99.9% Platinum, Pt)為陰極，在適當反應參數(shù)下進行電化學拋光處理，于拋光結(jié)束后，將試片浸泡于無水甲醇并以超音波震蕩，以將拋光處理時產(chǎn)生的反應物去除。S30 以陽極處理方式形成金屬氧化層薄膜13于牙根植體結(jié)構(gòu)1表面，并于牙根植體結(jié)構(gòu)1表面形成多個納米級孔洞10。在生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表面形成孔洞，除能使其機械強度變化具有連續(xù)性，并能增加植體和骨組織的接觸面積，以及增加骨細胞或骨組織機械性的嵌合(interlocking)作用。陽極處理的電解液含有氟離子，本發(fā)明實施例是使用氟化銨(NH4F)搭配乙二醇 (Ethylene Glycol, EG)及去離子水作為電解液，并分別以鉬(99.9% Platinum, Pt)為陰極，植體結(jié)構(gòu)(材料為純鈦，99. 5% Titanium)為陽極，兩極分別接上電源供應器的負、正極，放入電解液中進行陽極處理。改變實驗參數(shù)，如反應施加電位、電流、反應時間、反應溫度、電解液含水量、氟離子濃度，可控制孔洞開口的大小。比如在本發(fā)明實施例中，控制孔洞開口平均直徑約10至500nm，優(yōu)選為10至80nm，而相鄰兩孔洞的間距至少需大于約5nm， 以保證牙根植體結(jié)構(gòu)1的整體機械強度。因此，控制氟化銨的濃度約0. 1至20wt%，但在本發(fā)明實驗測試時，氟化銨濃度約0. 1至0. #t%，可得到最佳結(jié)果。而施加電壓范圍約10 至90伏，最佳參數(shù)約40伏。反應時間約5分鐘至1200分鐘。在陽極處理后，再次進行清洗步驟S301，將試片浸泡于無水甲醇中，并以超音波震蕩機震蕩20分鐘，以去除表面殘留電解液。其中，在陽極處理過程中形成金屬氧化層薄膜13的機制，請參照圖3A 3D，為本發(fā)明的方法進行陽極處理時，生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表面孔洞生成過程的示意圖。以本發(fā)明實施例的鈦金屬而言，是因為陽極處理過程中，施加電位于牙根植體結(jié)構(gòu)1(鈦)，使之發(fā)生氧化反應，產(chǎn)生鈦離子(Ti4+)，造成陽極部分化學溶解，如反應式(1)，并同時發(fā)生水的電解，使水分子解離成氧離子(O2-)及氫離子(H+)，如反應式O)。鈦離子與氧離子結(jié)合，于表面形成鈦的氧化層薄膜13，如反應式(3)，造成電阻極化現(xiàn)象，稱之為阻障層(barrier layer)，如圖3A所示；Ti+4e" — Ti4+(1)H20 —2H++02-(2)Ti4++202_ — TiO2(3)接著，形成納米級孔洞10，是由于氟離子(F_)將取代氧離子的位置，與Ti4+形成 [TiF6]2_的離子錯合物，如式(4)所示，對鈦氧化層薄膜13產(chǎn)生局部的化學溶解(chemical dissolution)，使障壁膜發(fā)生離子化而呈多孔性的多孔層(porous layer)，如圖所示Ti02+6F>4H+^ [TiF6]2>2H20(4)隨著時間繼續(xù)延長，電場與氟離子對鈦與氧化鈦薄膜13所造成的局部化學溶解程度繼續(xù)加重，孔洞的深度及寬度會逐漸加大，轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米管狀結(jié)構(gòu)。由于納米管壁結(jié)構(gòu)較松散，而管口與管底為結(jié)構(gòu)較致密的結(jié)構(gòu)，因此反應時間越久，納米級孔洞的深度越深，孔徑越大，但兩相鄰孔洞間的間距越小，如圖3C及3D所示。值得注意的是，以本發(fā)明的對生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表面處理的方法，形成納米級孔洞10 時，其生成方向具有很強的方向性，如圖3A 3D所示。由于生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)內(nèi)部孔洞之間不相連通，不會造成整體結(jié)構(gòu)的崩塌，并可維持一定的機械強度。由表面缺陷的理論可知，缺陷即由表面較不平整之處、差排、孔洞、晶界、表面析出物等所構(gòu)成；由于所施加電位是針對單一方向、單一平面的直流電壓，且缺陷處自由能 (Free Energy)較低，因此當電場施加時，電荷先聚集于表面的缺陷處，造成電荷累積與電場集中的極化現(xiàn)象，而產(chǎn)生部分化學溶解；加上由于電解液中含有氟離子(F_)，因此氟離子將取代鈦氧化物中的氧離子位置而與鈦產(chǎn)生離子錯合物[TiF6]2+,此現(xiàn)象也造成表面缺陷處的部分化學溶解現(xiàn)象，由于產(chǎn)生的離子錯合物[TiF6]2-于缺陷處所含的成份濃度必大于其它表面部分，因此出現(xiàn)濃度擴散現(xiàn)象；以上兩因素是促使納米級孔洞的生成方向具有單一方向性的原因。此外，要注意的是，本發(fā)明實施中所使用的生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)為一表面具有螺紋的牙根植體。由于先前的真空熱處理步驟S20使螺紋部分的氧化層較為致密，故在此步驟中，納米級孔洞生成時，會選擇性的分布于螺紋與螺紋之間的區(qū)域。S35 將一生物活性物質(zhì)分布于牙根植體結(jié)構(gòu)1表層及該些孔洞中，生物活性物質(zhì)主要包含鈣、磷元素及氫氧基。本發(fā)明實施例中是以電沉積法使生物活性物質(zhì)分布于生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表面及孔洞中，但事實上并不僅限于利用此方式，也可利用現(xiàn)有技術將生物活性物質(zhì)披覆于生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)，比如等離子噴射法、含浸法、溶膠-凝膠法、離子濺射沉積法等方式。電鍍時所使用的電解液中包括磷及鈣離子。首先，利用鈣及磷前驅(qū)物，如CaCl2、 NH4H2PO4等，溶解于去離子水中，作為鈣與磷的提供者。將陽極處理完的生醫(yī)植體結(jié)構(gòu) (99. 5% Titanium,Ti)固定于陰極，陽極則為鉬(99. 9% Platinum，Pt)，將二極置入電解槽中后，以適當反應參數(shù)下進行生物活性物質(zhì)填充或披覆于納米孔洞。參數(shù)包括反應施加電位、反應時間、反應溫度及電解液含量組成等等，并調(diào)整適當PH值。S40 電鍍后的試片以去離子水清洗后于烘箱內(nèi)干燥。本發(fā)明雖以較佳實例闡明如上，然其并非用以限定本發(fā)明。凡熟悉此項技術人員， 當可輕易了解并利用其它元件或方式來產(chǎn)生相同的功效。因此，在不脫離本發(fā)明的精神與保護范圍內(nèi)所作的修改，均應包含在本申請權(quán)利要求保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表面具有螺紋及多個納米級孔洞， 該些孔洞分布在該些螺紋與螺紋之間的區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)為一牙根植體結(jié)構(gòu)，材料為金屬或合金。
3.如權(quán)利要求2所述的生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)材料為鈦金屬。
4.如權(quán)利要求1所述的生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)還包括一生物活性物質(zhì)，分布于該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表層及該些孔洞中，以增加該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)與生物體的相容性及骨整合性。
5.如權(quán)利要求4所述的生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)，其特征在于，該生物活性物質(zhì)含有鈣、磷元素及氫氧基。
6.如權(quán)利要求1所述的生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)，其特征在于，任意兩孔洞的間距約大于5nm，該些孔洞開口的平均直徑大小約10至500nm，并且，該些孔洞的生成方向具有單一方向性。
7.一種選擇性表面處理具螺紋構(gòu)造生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括提供一生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)，該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)的表面具有螺紋，且材料為金屬或合金；清潔該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表面；施以一熱處理于該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)；以及施以一陽極處理方式于該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)，以形成該金屬氧化層薄膜于該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表面，并于該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表面形成多個納米級孔洞，該些孔洞選擇性生長于該些螺紋和螺紋之間的區(qū)域，其中，該陽極處理方式所使用的電解液包括氟離子。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，施以熱處理于該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)時，是在真空，惰性或鈍性氣體下做熱處理。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，施以熱處理于該植體結(jié)構(gòu)是在真空度約KT1 至10_8torr的環(huán)境下，且該植體結(jié)構(gòu)于約200至900°C進行熱處理，以增加該植體材料表面氧化層的致密度。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)為一牙根植體結(jié)構(gòu)，該植體結(jié)構(gòu)的材料為鈦金屬或鈦合金。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，施以一熱處理于該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)后，以陽極處理對該植體結(jié)構(gòu)進行處理前，還包括使用乙二醇丁醚、甲醇和過氯酸混合的電拋光液，以電化學方式對該植體結(jié)構(gòu)進行拋光處理；以及將該植體結(jié)構(gòu)浸泡于無水甲醇并配合一超音波裝置對該植體結(jié)構(gòu)進行震蕩，以將拋光處理時產(chǎn)生的反應物去除。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，以陽極處理對該植體結(jié)構(gòu)進行表面處理時，所使用的電解液包括氟化銨、乙二醇及去離子水，其中，氟化銨的濃度約0. 1至20wt%。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，施以陽極處理對該植體結(jié)構(gòu)進行表面處理時，氟化銨的濃度約0. 1至0. 。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在陽極處理后還包括將一生物活性物質(zhì)分布于該植體結(jié)構(gòu)表層及該些孔洞中，以增加該植體結(jié)構(gòu)的生物體相容性及骨整合性。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，將該生物活性物質(zhì)分布于該植體結(jié)構(gòu)表層及該些孔洞中時，可選擇用電沉積法、等離子噴射法、含浸法、溶膠-凝膠法或離子濺射沉積法。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，該生物活性物質(zhì)含有鈣、磷元素及氫氧基。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，使該生物活性物質(zhì)分布于該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表層以及該些孔洞中時，是使用電沉積法，并且，所使用的電解液中包括磷離子及鈣離子。
18.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，進行陽極處理時，所加電壓大約10至90 伏，反應時間大約5分鐘至1200分鐘。
19.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，以陽極處理對該植體結(jié)構(gòu)進行表面處理以形成多個納米級孔洞時，該些孔洞開口的平均直徑大小約10至500nm，可依據(jù)陽極處理時所施加的電壓、電流、反應時間、反應溫度、氟離子濃度來控制，該些納米級孔洞的生成方向具有單一方向性。
全文摘要
一種具螺紋構(gòu)造生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)及其選擇性表面處理的方法，其中生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表面具有螺紋及多個納米級孔洞，該些孔洞僅分布在該些螺紋與螺紋之間的區(qū)域；該方法包括提供一表面具有螺紋的生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)；清潔該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表面；施以一熱處理和一陽極處理方式于該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)；并于該生醫(yī)植體結(jié)構(gòu)表面形成多個納米級孔洞，該些孔洞選擇性生長于該些螺紋和螺紋之間的區(qū)域，該陽極處理方式所使用的電解液包括氟離子。本發(fā)明的生醫(yī)植體及對其表面進行處理的方法，納米級孔洞僅選擇性生成于植體結(jié)構(gòu)表面螺紋與螺紋之間的區(qū)域，當植體結(jié)構(gòu)受力時，強度相對較弱的螺紋所在處較不容易因受力而發(fā)生形變或崩塌，植體結(jié)構(gòu)在植入人體后不會松脫。
文檔編號C25D11/26GK102232875SQ20101016688
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者何義麟, 李勝揚, 楊正昌, 楊重光, 王錫福 申請人:國立臺北科技大學