一种口腔科用钛种植体表面复合涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种口腔科用钛种植体表面复合涂层的制备方法，涉及生物医用材料领域，包括钛板件的预处理、微弧氧化处理、溶胶溶液的配制及复合涂层的制备等过程，本发明专利技术通过溶胶凝胶技术使用钛酸丁酯为前驱体，二乙醇胺为络合剂，加入聚乙二醇作为模板剂在纯钛表面制备薄膜，改善了钛材料的生物活性，提高抗腐蚀性。

Method for preparing titanium implant surface composite coating for Department of Stomatology

The invention discloses a method for preparing a department of Stomatology with titanium implant surface composite coating, relates to the field of biomedical materials, including titanium plate pretreatment, microarc oxidation treatment, sol solution preparation and composite coating preparation process, the present invention by sol gel technique using tetrabutyl titanate as the precursor. Two ethanol as complexing agent and polyethylene glycol as template for preparing thin films on titanium surface, improve the bioactivity of titanium material, improve the corrosion resistance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物医用材料领域，具体涉及一种口腔科用钛种植体表面复合涂层的制备方法。
技术介绍
钛和钛合金已经在整形外科和种植领域得到了广泛的应用，是目前口腔种植义齿修复的首选材料。然而纯钛硬度低，抗摩擦性能差，表面呈生物活性低。如果直接植入人体存在着骨整合时间长、结合强度低，游离金属离子对人体组织的潜在影响等问题。因此如何通过表面改性，使得钛金属表面获得特定的物理形貌，化学组成以及生物化学修饰，从而使其与骨组织形成生物性结合，缩短种植周期，获得早期骨整合和更高的结合强度，已经成为口腔种植材料研究的核心问题。目前，对于纯钛的表面改性主要包括物理改性、化学改性和生物化学改性三种方法，其中，微弧氧化技术作为一种新兴的表面改性技术因为其有利于提高材料的耐磨性和耐腐蚀性而越来越受到人们的重视，但是其在钛种植体表面形成的氧化钛涂层由于是生物惰性的，故而只能增加种植体与骨组织间的显微机械锁合能力作用，不能与骨组织形成良好的骨键合。因此，如何研究出一种新的种植涂层来提高二氧化钛陶瓷膜的生物活性是当前面临的主要问题。中国申请号为CN201510951511.6公开了一种医用钛种植体微弧氧化膜层及制备方法，其包括基体及形成于所述基体表面的氧化膜层，所述氧化膜层表面分布有多个微米级孔洞，所述微米级孔洞由多个微米级的凸起部和沟槽组成，所述凸起部向内凹陷形成有凹孔，所述沟槽分布于所述凸起部的周围，所述凸起部突出于所述沟槽，所述沟槽呈无规则形态，相邻沟槽相互连通，所述氧化膜层具有颜色。但是该种方法制备出的膜层虽然通过在氧化膜层形成微米级孔洞来提高其亲水性和结合力，但是受到其本身生物惰性的制约，结合力仍然存在不足。中国申请号为CN201110147488.7还公开了一种适于骨组织生长的钛种植体表面处理方法，在种植体表面制备出了适合于骨组织生长并且具备多尺寸孔径的膜层，其具体操作步骤为：先将钛种植体放入氧化槽的硅酸盐或磷酸盐电解溶液中并接电源的正极，电源的负极接不锈钢，通过电参数的控制，制备出TiO2膜层，再将电解液换做纯碱，再通过电参数控制，即得到了所需要的膜层。但是其也是采用单一的TiO2膜层来实现其所述的功能，种植体的生物活性及抗腐蚀性和耐磨性均存在不足。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供一种具有良好的生物活性、抗腐蚀性强、稳定性好的口腔科用钛种植体表面复合涂层的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：所提供的一种口腔科用钛种植体表面复合涂层的制备方法，包括下述工艺步骤：(1)取一块商业纯钛板件，线切割为8×8×4大小，用砂纸逐级打磨，打磨后置于丙酮、无水乙醇和超纯水烧杯中依次超声波清洗8-12min，取出放入电热鼓风干燥箱中55-60℃干燥1.0-1.5h；(2)将0.2乙酸钙(CA)+0.02β–甘油磷酸钠(β-GP)溶于去离子水中配置成电解液，调整电解液pH值为10-11，，以钛试件为阳极，不锈钢电解槽为阴极，采用脉冲-直流电压对钛试件进行微弧氧化处理，处理时间为6-8min；(3)将经微弧氧化预处理后的试件用无水乙醇清洗后置于电热鼓风干燥箱中55-60℃干燥10-15min，干燥后采用等离子喷涂方法在试件表面从内之外依次喷涂少量二氧化硅和氧化银颗粒，备用；(4)溶胶溶液的配制：a)A溶液的配制：按重量份计，取20-25份钛酸丁酯溶液缓慢加入到4-6份无水乙醇中并磁力搅拌10-20min后，滴加2-4份二乙醇胺获得所需溶液；b)B溶液的配制：将0.1-0.3份超纯水加入到2-4份无水乙醇中获得所需溶液；c)A溶液磁力搅拌一段时间后，将B溶液缓慢滴加到A溶液中继续搅拌1小时，获得C溶液；d)取部分聚乙二醇2000放入到C溶液中，24-26℃恒温浴中磁力搅拌2-3小时后陈化，得到浅黄色透明胶体溶液。(5)将步骤(3)中制得的钛片放入旋涂仪中，滴加步骤(4)中制得的溶胶溶液至钛片的表面，真空下3000rpm速度旋涂25-28s，胶体薄膜状均匀分布在钛片表面；(6)将覆盖胶体薄膜钛片至于电热干燥箱中，热解处理；(7)从电热干燥箱中取出放入电阻炉中升温至550-560℃保温1小时，取出后冷却至室温，接着用无水乙醇、超纯水依次超声清洗，最后放入电热干燥箱中62℃干燥1小时；(8)采用1000W高压汞灯作为UV源，波长300～600nm，距离试样20cm，照射1-2h，照射结束后进行包装储存。优选的，所述步骤(2)中微弧氧化处理过程中电压控制在452-458V，频率控制在800-880Hz，占空比为2-4％。优选的，所述A溶液的配制过程的步骤(c)中的滴加速度控制在3-5滴/秒。优选的，所述步骤(6)中热解温度为100℃，热解时间为10-12min。优选的，所述步骤(1)中打磨方法具体为采用800#、1000#、1500#、2000#、3000#和5000#砂纸逐级打磨。优选的，所述步骤(4)的c)过程中，A溶液磁力搅拌的时间为28-32min。优选的，所述磁力搅拌器的转速控制在70-80rpm。本专利技术的技术方案，通过溶胶凝胶技术使用钛酸丁酯为前驱体，二乙醇胺为络合剂，加入聚乙二醇作为模板剂在纯钛表面制备薄膜，改善了钛材料的生物活性，提高抗腐蚀性。具体优点如下：1、采用微弧氧化技术，在钛试验表面形成了二氧化钛陶瓷层，不仅提高了其抗腐蚀能力，抑制了钛离子的释放；而且，陶瓷层内钙、磷离子的引入，提高了该复合涂层材料的生物相容性；2、利用溶胶凝胶技术创建的纳米多孔二氧化钛涂层种植体既充分发挥了二氧化钛的生物活性，同时又具备了钛的强韧性，并且拥有了纳米级的粗糙表面更有利于骨结合；3、二氧化钛用来作为复合涂层的中间层，消除了复合涂层与基体热失配而导致的残余应力；4、采用丙酮、无水乙醇和超纯水烧杯中依次超声波清洗，使其达到非常高的纯净度，为后期的微弧氧化处理做好准备；5、通过等离子喷涂方法在试件表面喷上二氧化硅和氧化银涂层，其中，硅可促进了骨骼的成长，并使其正常发育，而银离子具有较强的杀菌作用，可提高牙种植体的抗菌性能，且细胞毒性很小，不会对人体产生副作用；6、通过利用紫外线照射试样表面，激发光催化作用，在试样表面产生了超亲水性，促进成骨细胞在材料表面的早期粘附、增殖与分化。具体实施方式实施例1：(1)取一块商业纯钛板件，线切割为8×8×4大小，用砂纸逐级打磨，打磨后置于丙酮、无水乙醇和超纯水烧杯中依次超声波清洗8min，取出放入电热鼓风干燥箱中56℃干燥1.3h；(2)将0.2CA+0.02β-GP溶于去离子水中配置成电解液，调整电解液pH值为10，以钛试件为阳极，不锈钢电解槽为阴极，采用脉冲-直流电压对钛试件进行微弧氧化处理，处理时间为6min；(3)将经微弧氧化预处理后的试件用去离子水、无水乙醇清洗后置于电热鼓风干燥箱中56℃干燥13min，干燥后采用等离子喷涂方法在试件表面从内之外依次喷涂少量二氧化硅和氧化银颗粒，备用；(4)溶胶溶液的配制：a)A溶液的配制：按重量份计，取20份钛酸丁酯溶液缓慢加入到4份无水乙醇中并磁力搅拌18min后，滴加2份二乙醇胺获得所需溶液；b)B溶液的配制：将0.1份超纯水加入到2-4份无水乙醇中获得所需溶液；c)A溶液磁力搅拌一段时间后，将B溶液缓慢滴加到A溶液中继续搅拌1小时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种口腔科用钛种植体表面复合涂层的制备方法，包括下述工艺步骤：(1)取一块商业纯钛板件，线切割为8×8×4大小，用砂纸逐级打磨，打磨后置于丙酮、无水乙醇和超纯水烧杯中依次超声波清洗8‑12min，取出放入电热鼓风干燥箱中55‑60℃干燥1.0‑1.5h；(2)将0.2CA+0.02β‑GP溶于去离子水中配置成电解液，调整电解液pH值为10‑11，以钛试件为阳极，不锈钢电解槽为阴极，采用脉冲‑直流电压对钛试件进行微弧氧化处理，处理时间为6‑8min；(3)将经微弧氧化预处理后的试件用无水乙醇清洗后置于电热鼓风干燥箱中55‑60℃干燥10‑15min，干燥后采用等离子喷涂方法在试件表面从内之外依次喷涂少量二氧化硅和氧化银颗粒，备用；(4)溶胶溶液的配制：a)A溶液的配制：按重量份计，取20‑25份钛酸丁酯溶液缓慢加入到4‑6份无水乙醇中并磁力搅拌10‑20min后，滴加2‑4份二乙醇胺获得所需溶液；b)B溶液的配制：将0.1‑0.3份超纯水加入到2‑4份无水乙醇中获得所需溶液；c)A溶液磁力搅拌一段时间后，将B溶液缓慢滴加到A溶液中继续搅拌1小时，获得C溶液；d)取部分聚乙二醇2000放入到C溶液中，24‑26℃恒温浴中磁力搅拌2‑3小时后陈化，得到浅黄色透明胶体溶液。(5)将步骤(3)中制得的钛片放入旋涂仪中，滴加步骤(4)中制得的溶胶溶液至钛片的表面，真空下3000rpm速度旋涂25‑28s，胶体薄膜状均匀分布在钛片表面；(6)将覆盖胶体薄膜钛片至于电热干燥箱中，热解处理；(7)从电热干燥箱中取出放入电阻炉中升温至550‑560℃保温1小时，取出后冷却至室温，接着用无水乙醇、超纯水依次超声清洗，最后放入电热干燥箱中62℃干燥1小时；(8)采用1000W高压汞灯作为UV源，波长300～600nm，距离试样20cm，照射1‑2h，照射结束后进行包装储存。...

【技术特征摘要】
1.一种口腔科用钛种植体表面复合涂层的制备方法，包括下述工艺步骤：(1)取一块商业纯钛板件，线切割为8×8×4大小，用砂纸逐级打磨，打磨后置于丙酮、无水乙醇和超纯水烧杯中依次超声波清洗8-12min，取出放入电热鼓风干燥箱中55-60℃干燥1.0-1.5h；(2)将0.2CA+0.02β-GP溶于去离子水中配置成电解液，调整电解液pH值为10-11，以钛试件为阳极，不锈钢电解槽为阴极，采用脉冲-直流电压对钛试件进行微弧氧化处理，处理时间为6-8min；(3)将经微弧氧化预处理后的试件用无水乙醇清洗后置于电热鼓风干燥箱中55-60℃干燥10-15min，干燥后采用等离子喷涂方法在试件表面从内之外依次喷涂少量二氧化硅和氧化银颗粒，备用；(4)溶胶溶液的配制：a)A溶液的配制：按重量份计，取20-25份钛酸丁酯溶液缓慢加入到4-6份无水乙醇中并磁力搅拌10-20min后，滴加2-4份二乙醇胺获得所需溶液；b)B溶液的配制：将0.1-0.3份超纯水加入到2-4份无水乙醇中获得所需溶液；c)A溶液磁力搅拌一段时间后，将B溶液缓慢滴加到A溶液中继续搅拌1小时，获得C溶液；d)取部分聚乙二醇2000放入到C溶液中，24-26℃恒温浴中磁力搅拌2-3小时后陈化，得到浅黄色透明胶体溶液。(5)将步骤(3)中制得的钛片放入旋涂仪中，滴加步骤(4)中制得的溶胶溶液至钛片的表面，真空下3000rpm速度旋涂25-28s，胶体薄膜状均匀分布在钛片表面；(6)将覆盖胶体薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：许治政，赵文娟，刘艳，
申请(专利权)人：芜湖孙杨信息咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34