一种表面多孔生物活性种植体及其制备方法.pdf

本发明涉及一种表面多孔生物活性种植体及其制备方法，将纯钛粉或钛合金粉末通过3D打印技术形成孔径是10-250μm的微孔种植体；将得到的微孔种植体进行除油清洗处理；然后用5mol/L的NaOH，在80℃下进行碱热处理，之后经烧结处理后随炉冷却；再将得到的微孔种植体置于模拟体液中，在处理温度是37.5℃下，经矿化1-10天在表面形成羟基磷灰石涂层厚度是0.01-20μm；最后将得到的微孔种植体采用纯化水超声清洗5min，经冲洗后清洗包装；解决了制备工艺复杂的问题，利用三维打印技术工艺简单，孔径精确可调。

权利要求书
1.  一种表面多孔生物活性种植体；其特征在于：包括由纯钛粉或钛合金粉 末通过3D打印形成的孔径是10-250μm，表面沉积羟基磷灰石涂层厚度是 0.01-20μm的微孔种植体。

2.  根据权利要求1所述表面多孔生物活性种植体；其特征在于：所述羟基 磷灰石涂层厚度是1μm。

3.  一种表面多孔生物活性种植体的制备方法，其特征在于：将纯钛粉或钛 合金粉末通过3D打印技术形成孔径是10-250μm的微孔种植体；将得到的微孔 种植体进行除油清洗处理；然后用5mol/L的NaOH，在80℃下进行碱热处理，之 后经烧结处理后随炉冷却；再将得到的微孔种植体置于模拟体液中，在处理温度 是37.5℃下，经矿化1-10天在表面形成羟基磷灰石涂层厚度是0.01-20μm；最 后将得到的微孔种植体采用纯化水超声清洗5min，经冲洗后清洗包装。

4.  根据权利要求3所述的表面多孔生物活性种植体的制备方法，其特征在 于：所述除油清洗处理是用1%MICRO90清洗液除油，用30wt%-75wt%的浓硫 酸和8wt%-20wt%的浓盐酸在50-80℃下进行酸洗5-15min，并用水冲洗干净。

5.  根据权利要求3所述的表面多孔生物活性种植体的制备方法，其特征在 于：所述烧结处理是在真空度为100Pa的真空烧结炉内进行，在400—700℃下 进行煅烧0.5-1.5h。

6.  根据权利要求3-5中任一项所述的表面多孔生物活性种植体的制备方法， 其特征在于：所述模拟体液是SBF标准溶液，所述羟基磷灰石涂层的厚度小于 等于1μm。

7.  根据权利要求6所述的表面多孔生物活性种植体的制备方法，其特征在 于：所述SBF标准溶液的组分是Na+是142.0m mol/L，K+是5.0m mol/L，Mg2+是 1.5m mol/L，Ca2+是2.5m mol/L，Cl-是147.8m mol/L，HCO3-是4.2m mol/L， HPO42-是1.0m mol/L，SO42-是0.5m mol/L。

8.  根据权利要求6所述的表面多孔生物活性种植体的制备方法，其特征在 于：所述羟基磷灰石涂层中含有微量的氟元素和\或锌元素。

说明书一种表面多孔生物活性种植体及其制备方法
技术领域
本发明属于医用生物植入材料领域，具体涉及一种表面多孔生物活性种植体 及其制备方法。
背景技术
钛及钛合金材料用于人体植入物已经有30多年历史，现在也是最主要的骨 科植入物、口腔科植入物等材料。钛及钛合金作为植入材料，特别是永久性植入 材料如人工关节、人工椎间盘、牙种植体等，必须使人体组织和金属植入物表面 发生直接作用，才能使植入物与周围组织融合，并形成良好的骨性结合。随着生 物医学工程和表面处理技术的发展，通过各种现代技术手段对钛及钛合金表面改 性，可大幅改善植入材料的生物相容性、生物活性、抗腐蚀能力等。常规的处理 方法一般包括：阳极氧化、喷涂技术、喷砂-酸蚀处理、碱处理、热处理等。
在中国专利200610136835.5“一种多孔结构钛种植体及制备方法”中对多孔 外层进行碱热处理，仿生沉积羟基磷灰石，中国专利200710016777.7“一种高生 物活性表面多孔种植体复合材料制备方法”中提供了生物相容性好，骨牢固结合， 骨内愈合期短的种植体材料，中国专利200410062209.1“在纯钛牙种植体表面制 备具有生物活性多孔结构的方法”可以实现紧密的生物化学结合，提高牙种植体 的临床成功率；都存在着制备工艺复杂，成本太高的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用三维打印技术工艺简单，孔径精确可调的表面 多孔生物活性种植体及其制备方法。
实现本发明目的的技术方案是一种表面多孔生物活性种植体；包括由纯钛粉 或钛合金粉末通过3D打印形成的孔径是10-250μm，表面沉积羟基磷灰石涂层 厚度是0.01-20μm的微孔种植体。
优选的所述羟基磷灰石涂层厚度是1μm。
一种表面多孔生物活性种植体的制备方法，将纯钛粉或钛合金粉末通过3D 打印技术形成孔径是10-250μm的微孔种植体；将得到的微孔种植体进行除油 清洗处理；然后用5mol/L的NaOH，在80℃下进行碱热处理，之后经烧结处理后 随炉冷却；再将得到的微孔种植体置于模拟体液中，在处理温度是37.5℃下，经 矿化1-10天在表面形成羟基磷灰石涂层厚度是0.01-20μm；最后将得到的微孔 种植体采用纯化水超声清洗5min，经冲洗后清洗包装。
优选的所述除油清洗处理是用1%MICRO90清洗液除油，用30wt%-75wt% 的浓硫酸和8wt%-20wt%的浓盐酸在50-80℃下进行酸洗5-15min，并用水冲洗干 净。
优选的所述烧结处理是在真空度为100Pa的真空烧结炉内进行，在400— 700℃下进行煅烧0.5-1.5h。
优选的所述模拟体液是SBF标准溶液，所述羟基磷灰石涂层的厚度小于等 于1μm。
优选的所述SBF标准溶液的组分是Na+是142.0m mol/L，K+是5.0m mol/L， Mg2+是1.5m mol/L，Ca2+是2.5m mol/L，Cl-是147.8m mol/L，HCO3-是4.2m  mol/L，HPO42-是1.0m mol/L，SO42-是0.5m mol/L。
优选的所述羟基磷灰石涂层中含有微量的氟元素和\或锌元素。
本发明具有积极的效果：（1）采用三维打印技术可以简单高效地形成具有生 物活性的多孔三维结构，工艺过程简单，能够进行个性化定制种植体。
（2）种植体表面形成大直径孔洞，孔径可调并精确控制；3D打印的微坑可 以控制在50微米以上，这个空间利于骨细胞长入，使得植入物和组织结合强度 更高，具有的高表面能有利于骨组织的早期愈合。
（3）这种种植体可以提高纯钛植入物的生物活性，加快种植体表面的骨沉 积，缩短组织愈合时间；并使种植体与周围骨组织之间形成骨性结合，提高种植 体稳定性。
（4）表面仿生矿化的一层羟基磷灰石，具有和人体骨骼类似的磷灰石结构， 能够诱导骨组织生长，加快骨愈合。
（5）羟基磷灰石涂层中添加微量的氟元素和\或锌元素可以加快骨愈合。
具体实施方式
将纯钛粉或钛合金粉末通过3D打印技术形成孔径是10-250μm的微孔种植 体；将得到的微孔种植体用1%MICRO90清洗液除油，用50wt%-75wt%的浓硫 酸和8wt%-20wt%的浓盐酸在50-80℃下进行酸洗5-10min，并用水冲洗干净；然 后用5mol/L的NaOH，在80℃下进行碱热处理，之后在真空度为0.1Pa的真空烧 结炉内进行，在400—700℃下进行煅烧0.5-1.5h后随炉冷却；再将得到的微孔 种植体置于模拟体液SBF中，在处理温度是37.5℃下，经矿化1-10天在表面形 成厚度小于1μm羟基磷灰石涂层厚度是0.01-20μm；最后将得到的微孔种植体 采用纯化水超声清洗5min，经冲洗后清洗包装。
羟基磷灰石涂层除了仿生矿化，还可以通过电化学沉积、磁控溅射、等离子 喷涂、溶胶-凝胶法等方法制得。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一 步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进 等，均应包含在本发明的保护范围之内。