一種便于骨結合的純鈦表面等離子噴涂納米氧化鋯涂層的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種便于骨結合的純鈦表面等離子噴涂納米氧化鋯涂層的方法，屬于 種植牙技術領域。
【背景技術】
[0002] 在現代牙科學修復缺失牙的最理想的方法是在頌骨中植入牙種植體（骨內種植 體）。自Branemark于1971年首次提出"骨結合"的概念以來鈦植入體因具有良好的生物 相容性和高的機械穩定性，已被廣泛用來制作牙種植體，并且有大量的實驗研究證實鈦及 鈦合金種植體有較高的成活率，所以鈦及鈦合金材料已成為目前評價種植材料是否合格的 新標準。然而，有研究發現鈦具有導電性、耐腐蝕性差、導致區域淋巴結和金屬離子積累等 缺點，在前牙區較薄的牙齦黏膜易透鈦種植體的金屬顏色，從而使牙齦呈現灰色；種植后隨 著牙齦退縮可導致金屬外露等美學問題，這在種植修復的長期維護中是一個重大的現實問 題。這些均使研究者和臨床醫生開始尋找替代鈦種植體的無金屬種植修復材料。
[0003] 為解決以上問題，近年來氧化鋯種植體開始作為鈦種植體的替代材料成為研究的 焦點。氧化鋯材料具有優良的機械性能、良好的生物形容性、顏色與天然牙顏色相近、不引 起機體免疫應答反應、菌斑附著較少等優點。釔穩定型四方晶體氧化鋯Y-TZP具有更好的 機械強度、斷裂韌性和生物相容性。然而，因骨整合不良使其臨床應用受到限制。為了提高 氧化鋯種植體的骨結合能力，很多研究者進行了種植體表面改性，這導致了種植體表面出 現裂縫和劃痕，損傷種植體表面形態。
[0004] 中國專利文件CN104042350A(【申請號】201410294481. 1)公開了一種等離子噴涂 納米氧化鋯涂層的種植體及其制備方法，該種植體包括種植體體部和基臺，所述的種植體 體部呈錐形且設置有螺紋；所述的基臺包括穿齦部、肩臺和基臺部，穿齦部呈錐形且與種 植體體部固定連接，所述的基臺部呈錐形且通過肩臺與穿齦部固定連接；該種植體為純鈦 或鈦合金材質且為一段式整體結構，所述的穿齦部和肩臺的表面均勻噴涂有納米氧化鋯涂 層；制備方法為精細切削后采用等離子噴涂的方式進行。
[0005] 但是，上述種植體一方面在種植體體部沒有噴涂氧化鋯涂層，使得種植體具有導 電性、耐腐蝕性差、導致區域淋巴結和金屬離子積累等缺點；另一方面，上述種植體噴涂的 氧化鋯涂層過于光滑，不利于骨結合。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術的不足，本發明提供一種便于骨結合的純鈦表面等離子噴涂納米氧 化鋯涂層的方法。
[0007] 本發明的技術方案如下：
[0008] -種便于骨結合的純鈦表面等離子噴涂納米氧化鋯涂層的方法，包括步驟如下：
[0009] (1)將純鈦棒去油、清洗后，進行噴砂處理；
[0010] (2)向噴砂處理后的純鈦棒表面等離子噴涂氧化鋯粉末，噴涂參數：電弧電壓 60-65V，電弧電流560-600A，主氣流量2. 0-2. 5m3 · h \副氣流量1. 0-1. 5m3 · h \載氣流量 0· 3-0. 5m3 · h \ 送粉速度 46-55g/min，噴涂距離 110-130mm，噴涂溫度 11900-12100°C。
[0011] 根據本發明，優選的，步驟（1)中所述的去油、清洗操作為：用堿溶液在60-80°C浸 泡5-8min，冷卻至室溫后用蒸餾水沖洗5-8min，置于丙酮中超聲沖洗10-15min，再置于乙 酮中超聲沖洗10-15min，最后用蒸餾水沖洗三遍，每遍10-15min ;進一步優選的，所述的堿 溶液為濃度20-40wt%的氫氧化鈉溶液；
[0012] 優選的，噴砂處理用的砂為剛玉砂，進一步優選16#棕剛玉砂。
[0013] 根據本發明，優選的，步驟（1)中所述的純鈦棒的直徑為2-3mm，所述的純鈦棒為 醫用純鈦棒。優選的，所述的純鈦棒切割后機械切削所需尺寸，然后再去油、清洗。
[0014] 根據本發明，優選的，步驟（2)中氧化鋯粉末是氧化釔穩定型四方納米氧化鋯造 粒粉經噴霧干燥和熱處理后得到的球形粉末；進一步優選的，氧化釔穩定型四方納米氧化 錯造粒粉的粒徑為70~llOnm，氧化錯粉末粒徑為15~45 μ m。
[0015] 根據本發明，優選的，步驟（2)中噴涂參數為：電弧電壓62V，電弧電流580A，主 氣流量2. lm3 · h \副氣流量1. 3m3 · h \載氣流量0. 4m3 · h \送粉速度50g/min，噴涂距離 120mm，噴涂溫度 12000 °C。
[0016] 根據本發明，優選的，步驟⑵中噴涂得到的納米氧化鋯涂層的厚度為 0. 2-0. 4mm,進一步優選 0. 3mm。
[0017] 根據本發明，步驟（2)噴涂完成后，所得噴涂納米氧化鋯的純鈦棒再經環氧乙烷 消毒，備用。
[0018] 本發明的有益效果：
[0019] 1、經過本發明噴涂納米氧化鋯涂層的純鈦棒，制得的種植體容易與牙骨生長結 合，并且沒有毒副作用。
[0020] 2、本發明將純鈦棒表面全都噴涂納米氧化鋯涂層，克服了種植體具有導電性、耐 腐蝕性差、導致區域淋巴結和金屬離子積累等缺點。
[0021] 3、本發明噴涂工藝簡單，便于應用。
【附圖說明】
[0022] 圖1本發明實施例1步驟（1)噴砂處理后的醫用純鈦棒照片。
[0023] 圖2本發明實施例1等離子噴涂納米氧化鋯涂層的純鈦棒照片。
[0024] 圖3本發明實施例1等離子噴涂納米氧化鋯涂層的純鈦棒試件的掃描電鏡圖。
[0025] 圖4為未噴涂氧化鋯涂層的醫用純鈦棒的掃描電鏡圖。
[0026] 圖5本發明實驗例2中對照組1髓腔側新生類骨質和鈣磷鹽沉積照片。
[0027] 圖6本發明實驗例2中實驗組髓腔側新生類骨質和鈣磷鹽沉積照片。
[0028] 圖7本發明實驗例2中實驗組和對照組1骨結合率的對比圖。
[0029] 圖8本發明實驗例2中如下檢測參數的結果對比圖：(a)骨小梁的體積 (trabecular bone volume，BV)除以ROI的體積（TV)，以％表示。（b)骨小梁厚度 (trabecular thickness，Tb.Th)以 mm 表不；（c)骨小梁數目（trabecular number，Tb.N) 以 mm 表示；（d)骨小梁間隙（trabecular spacing，Tb. Sp)以 mm 表示。
【具體實施方式】
[0030] 下面通過具體實施例對本發明做進一步說明，但不限于此。
[0031] 實施例1
[0032] -種便于骨結合的純鈦表棒面等離子噴涂納米氧化鋯涂層的方法，包括步驟如 下：
[0033] (1)將直徑為2. 5mm的醫用純鈦棒切割后，采用精細車床機械切削得到所需尺寸， 用濃度30wt %的氫氧化鈉溶液在70°C浸泡6min，冷卻至室溫后用蒸餾水沖洗8min，置于丙 酮中超聲沖洗12min，再置于乙酮中超聲沖洗12min，最后用蒸餾水沖洗三遍，每遍12min ; 然后再以16#棕剛玉砂噴砂處理；
[0034] 噴砂處理后得到的醫用純鈦棒如圖1所示；
[0035] (2)選用粒徑為70~llOnm的氧化紀穩定型四方納米氧化錯造粒粉作為原料， 利用噴霧干燥和熱處理技術將造粒粉團聚成可噴涂用的呈球形或橢圓形的大顆粒球形氧 化鋯粉末；向噴砂處理后的純鈦棒表面等離子噴涂氧化鋯粉末，噴涂時，采用噴嘴直徑為 6. 5mm的高能等離子噴涂槍以一定的噴涂距離往復運動，噴槍移動速度設定為600mm/s，將 涂層直接噴涂在純鈦棒的表面，中間不加過渡層；
[0036] 噴涂參數：電弧電壓62V，電弧電流580A，主氣流量2. lm3 · h \副氣流量 1. 3m3 · h \載氣流量0. 4m3 · h \送粉速度50g/min，噴涂距離120mm，噴涂溫度12000°C ;
[0037] 噴涂得到的納米氧化鋯涂層的厚度為0. 3mm。
[0038] 噴涂完成后再經環氧乙烷消毒，備用。
[0039] 本實施例等離子噴涂納米氧化鋯涂層的純鈦棒如圖2所示。
[0040] 實施例2
[0041] -種便于骨結合的純鈦表棒面等離子噴涂納米氧化鋯涂層的方法，包括步驟如 下：
[0042] (1)將直徑為2mm的醫用純鈦棒切割后，采用精細車床機械切削得到所需尺寸，用 濃度20wt %的氫氧化鈉溶液在60°C浸泡8min，冷卻至室溫后用蒸餾水沖洗5min，置于丙酮 中超聲沖洗lOmin，再置于乙酮中超聲沖洗lOmin，最后用蒸餾水沖洗三遍，每遍lOmin ;然 后再以16#棕剛玉砂噴砂處理；
[0043] (2)選用粒徑為70~llOnm的氧化紀穩定型四方納米氧化錯造粒粉作為原料， 利用噴霧干燥和熱處理技術將造粒粉團聚成可噴涂用的呈球形或橢圓形的大顆粒球形氧 化鋯粉末；向噴砂處理后的純鈦棒表面等離子噴涂氧化鋯粉末，噴涂時，采用噴嘴直徑為 6. 5mm的高能等離子噴涂槍以一定的噴涂距離往復運動，噴槍移動速度設定為600mm/s，將 涂層直接噴涂在純鈦棒的表面，中間不加過渡層；
[0044] 噴涂參數：電弧電壓60V，電弧電流560A，主氣流量2. Om3 · h \副氣流量 1. Om3 · h \載氣流量0. 3m3 · h \送粉速度46g/min，噴涂距離110mm，噴涂溫度11900°C ;
[0045] 噴涂得到的納米氧化鋯涂層的厚度為0. 2mm。
[0046] 噴涂完成后再經環氧乙烷消毒，備用。
[0047] 實施例3
[0048] -種便于骨結合的純鈦表棒面等離子噴涂納米氧化鋯涂層的方法，包括步驟如 下：
[0049] (1)將直徑為3mm的醫用純鈦棒切割后，采用精細車床機械切削得到所需尺寸，用 濃度40wt %的氫氧化鈉溶液在80°C浸泡5min，冷卻至室溫后用蒸餾水沖洗8min，置于丙酮 中超聲沖洗15min，再置于乙酮中超聲沖洗15min，最后用蒸餾水沖洗三遍，每遍15min ;然 后再以16#棕剛玉砂噴砂處理；
[0050] (2)選用粒徑為70~llOnm的氧化紀穩定型四方納米氧化錯造粒粉作為原料， 利用噴霧干燥和熱處理技術將造粒粉團聚成可噴涂用的呈球形或橢圓形的大顆粒球形氧 化鋯粉末；向噴砂處理后的純鈦棒表面等離子噴涂氧化鋯粉末，噴涂時，采用噴嘴直徑為 6. 5mm的高能等離子噴涂槍以一定的噴涂距離往復運動，噴槍移動速度設定為600mm/s，將 涂層直接噴涂在純鈦棒的表面，中間不加過渡層；
[0051] 噴涂參數：電弧電壓65V，電弧電流600A，主氣流量2. 5m3 · h \副氣流量 1. 5m3 · h \載氣流量0. 5m3 · h \送粉速度55g/min，噴涂距離130mm，噴涂溫度12100°C ;
[0052] 噴涂得到的納米氧化鋯涂層的厚度為0. 4mm。
[0053] 噴涂完成后再經環氧乙烷消毒，備用。
[0054] 對比例
[0055] 按照中國專利文件CN104042350A實施例1的噴涂工藝得到的含有氧化鋯涂層的 純鈦棒。
[0056] 實驗例1、表面特征檢測
[0057] 將實施例1得到的等離子噴涂納米氧化鋯涂層的純鈦棒，記為試件1 ;以未噴涂氧 化鋯涂層的醫用純鈦棒為對