CN106729967A - 一种具有bmp‑2缓释复合涂层的种植体活性表面的构建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有BMP‑2缓释复合涂层的种植体活性表面的构建方法，包括：以打磨清洗的种植体为阳极、铂片为阴极、0.5％HF水溶液为电解液，在20V电压下使用两电极体系阳极氧化0.5‑2h；清洗后置于氢氟酸与盐酸组成的混合酸蚀剂中进行表面刻蚀处理，置于60℃、5mol/L NaOH溶液孵育24‑48h，在600℃下处理1‑2h；将高温处理后的种植体在紫外线下消毒24‑48h，浸入含有BMP‑2的SBF溶液中，在37℃下孵育12‑48h。通过本发明在纯钛种植体表面成功构建了钙磷离子/BMP复合涂层，复合涂层中的BMP‑2在体外缓释4周以上，并具有生物活性。

Description

一种具有BMP-2缓释复合涂层的种植体活性表面的构建方法
技术领域
本发明属于生物医用植入物领域，具体涉及一种具有BMP-2缓释复合涂层的种植体活性表面的构建方法。
背景技术
钛金属具有良好的生物相容性、力学性能和机械加工潜力等优点，目前作为牙种植材料在口腔科广泛应用。然而，钛金属本身具有生物惰性，被植入机体后，引发愈合时间长、生物活性低，诱导骨修复能力差等问题。为了提高其生物活性，目前大多采用等离子喷涂、离子溅射、电泳、微波烧结等技术改造种植体表面的微观物理形貌和化学成分，形成具有较好生物相容性的粗糙多孔表面，并提高了种植体育骨组织的结合强度，但此类种植体与骨组织之间仍然是物理性结合，但无骨诱导性能，与周围组织的生物相容性低，临床上口腔种植治疗的周期相当长，给患者的生活带来诸多不便。近年来，在改造种植体表面的微观物理形貌的基础上，在其表面制备或涂覆生物活性分子涂层或薄膜，达到促进成骨细胞的增殖和分化来促使新骨的形成，缩短了治疗周期。
骨形态发生蛋白(BMP)为高效骨诱导因子，可在骨修复早期通过诱导未分化间充质细胞和骨髓基质细胞不可逆分化为软骨细胞和成骨细胞而诱导新骨形成。目前，将BMP作为生物活性分子引入种植体表面的研究很多，但由于BMP很容易在体内被扩散或吸收降解，因此无法在局部发挥持续剌激和诱导成骨的作用，其生物活性难以得到充分发挥。
发明内容
鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有BMP-2缓释复合涂层的种植体活性表面的构建方法。通过本发明在纯钛种植体表面成功构建了BMP-2缓释复合涂层，复合涂层中的BMP-2在体外缓释4周以上，并具有生物活性。
本发明的技术方案如下：
一种具有BMP-2缓释复合涂层的种植体活性表面的构建方法，包括如下步骤：
(1)将钛金属种植体表面用200、300、600和2000目砂纸逐级打磨，清洗，在60℃烘干；
(2)以种植体为阳极、铂片为阴极、0.5％HF水溶液为电解液，在20V电压下使用两电极体系阳极氧化0.5-2h，取出种植体超声清洗，室温自然干燥；
(3)将干燥后的种植体置于氢氟酸与盐酸组成的混合酸蚀剂中进行表面刻蚀处理，取出种植体超声清洗，室温自然干燥；
(4)将进行表面刻蚀处理后的种植体置于60℃、5mol/L NaOH溶液孵育24-48h，用水超声清洗、干燥后，600℃下处理1-2h；
(5)将高温处理后的种植体在紫外线下消毒24-48h，在无菌条件下，浸入含有BMP-2的SBF溶液中，在37℃下孵育12-48h。
进一步地，在上述技术方案中，在步骤(5)中，在所述的种植体浸入含有BMP-2的SBF溶液的过程中每隔12小时换液一次。
进一步地，在上述技术方案中，在步骤(3)中，所述的混合酸蚀剂为47％的氢氟酸与38％的盐酸以体积比1:1混合的混合液。
进一步地，在上述技术方案中，在步骤(4)中，在步骤(3)中，所述的表面刻蚀处理温度为60℃，刻蚀处理时间为10-20min。
进一步地，在上述技术方案中，在步骤(5)中，BMP-2在SBP溶液中的浓度为1-5mg/mL。
本发明的有益效果：
1.通过本发明在纯钛(或钛合金)种植体表面成功构建了钙磷离子/BMP-2复合涂层，复合涂层中的BMP-2在体外缓释4周以上，并具有生物活性。
2.本发明通过表面氧化，酸蚀和碱热处理，提高材料表面的粗糙度和表面能，增强材料表面的活性，可以促进钙磷离子的沉积并增强涂层的结合强度，临床植入时的扭矩高于复合涂层的平均临界载荷。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。下述实施例中，如无特殊说明，所使用的实验方法均为常规方法，所用试剂等均可从化学公司购买。
实施例1
一种具有BMP-2缓释复合涂层的种植体活性表面的构建方法，包括如下步骤：
(1)将纯钛种植体表面用200、300、600和2000目砂纸逐级打磨，依次用丙酮、乙醇和蒸權水超声清洗10min，在60℃烘干；
(2)以烘干后的种植体为阳极、铂片为阴极、0.5％HF水溶液为电解液，在20V电压下使用两电极体系阳极氧化1h，取出种植体用水超声清洗30min，室温自然干燥；
(3)将干燥后的种植体置于氢氟酸与盐酸组成的混合酸蚀剂中进行表面刻蚀处理，表面刻蚀处理温度为60℃，刻蚀处理时间为10min，取出种植体用水超声清洗30min，室温自然干燥；
(4)将进行表面刻蚀处理后的种植体置于60℃、5mol/L NaOH溶液孵育24h-48小时，用水超声清洗、干燥后，在600℃下处理1h；
(5)将高温处理后的种植体在紫外线下消毒24h，在无菌条件下，浸入含有1mg/mLBMP-2的SBF溶液中，在37℃下孵育24h，每隔12小时换液一次。
其中，在步骤(3)中，所述的混合酸蚀剂为47％的HF与38％的HCl以体积比为1:1混合的混合液。
复合涂层的厚度为11.6μm，用ELISA法检测复合涂层体外释出BMP-2的量，测定结果显示，涂层在PBS溶液中浸泡4周后，释放出了总重量的80％。
实施例2
一种具有BMP-2缓释复合涂层的种植体活性表面的构建方法，包括如下步骤：
(1)将纯钛种植体表面用200、300、600和2000目砂纸逐级打磨，依次用丙酮、乙醇和蒸權水超声清洗10min，在60℃烘干；
(2)以烘干后的种植体为阳极、铂片为阴极、0.5％HF水溶液为电解液，在20V电压下使用两电极体系阳极氧化1.5h，取出种植体用水超声清洗30min，室温自然干燥；
(3)将干燥后的种植体置于氢氟酸与盐酸组成的混合酸蚀剂中进行表面刻蚀处理，表面刻蚀处理温度为60℃，刻蚀处理时间为20min，取出种植体用水超声清洗30min，室温自然干燥；
(4)将进行表面刻蚀处理后的种植体置于60℃、5mol/L NaOH溶液孵育24h-48小时，用水超声清洗、干燥后，在600℃下处理1.5h；
(5)将高温处理后的种植体在紫外线下消毒48h，在无菌条件下，浸入含有4mg/mLBMP-2的SBF溶液中，在37℃下孵育48h，每隔12小时换液一次。
其中，在步骤(3)中，所述的混合酸蚀剂为47％的HF与38％的HCl以体积比为1:1混合的混合液。
复合涂层的厚度为12.6μm，用ELISA法检测复合涂层体外释出BMP-2的量，测定结果显示，涂层在PBS溶液中浸泡4周后，释放出了总重量的85％。

Claims (5)

1.一种具有BMP-2缓释复合涂层的种植体活性表面的构建方法，包括如下步骤：
(1)将钛金属种植体表面用200、300、600和2000目砂纸逐级打磨，清洗，在60℃烘干；
(2)以种植体为阳极、铂片为阴极、0.5％HF水溶液为电解液，在20V电压下使用两电极体系阳极氧化0.5-2h，取出种植体超声清洗，室温自然干燥；
(3)将干燥后的种植体置于氢氟酸与盐酸组成的混合酸蚀剂中进行表面刻蚀处理，取出种植体超声清洗，室温自然干燥；；
(4)将进行表面刻蚀处理后的种植体置于60℃、5mol/L NaOH溶液孵育24-48h，用水超声清洗、干燥后，600℃下处理1-2h；
(5)将高温处理后的种植体在紫外线下消毒24-48h，在无菌条件下，浸入含有BMP-2的SBF溶液中，在37℃下孵育12-48h。
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，在步骤(5)中，在所述的种植体浸入含有BMP-2的SBF溶液的过程中每隔12小时换液一次。
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述的混合酸蚀剂为47％的氢氟酸与38％的盐酸以体积比1:1混合的混合液。
4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述的表面刻蚀处理温度为60℃，刻蚀处理时间为10-20min。
5.根据权利要求1所述的种植体活性表面，其特征在于，在步骤(5)中，BMP-2在SBP溶液中的浓度为1-5mg/mL。
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