CN108742899A - 一种多孔钽涂层的人工种植体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及人工种植体领域，具体而言，涉及一种多孔钽涂层的人工种植体及其制备方法。一种多孔钽涂层的人工种植体，包括设置有孔洞的基体，基体表面设置有钽涂层，且钽涂层为微纳结构。本发明提供的人工种植体，为多孔‑微纳米孔结构，带孔洞的种植体表面设有一定厚度和结合强度的钽涂层，在此基础上，形成更复杂的网状或海绵状的微米‑纳米孔结构，涂层与基体结合强度高，种植体与骨的机械嵌合强度高，可提高材料表面的亲水性及成骨诱导性，有利于形成类骨结构的种植体表面，并具有载药功能，节约成本等优点。

Description

一种多孔钽涂层的人工种植体及其制备方法
技术领域
本发明涉及人工种植体领域，具体而言，涉及一种多孔钽涂层的人工种植体及其制备方法。
背景技术
据最近一次口腔流行病学调查显示：我国65-74岁的老年人群中牙齿缺失比例高达86.1％，55岁以上人群中超过25％的人佩戴义齿。另一方面，随着人们生活水平的不断提高和人工种植牙技术的成熟，人工种植牙已成为牙缺失后首选的修复方式。目前临床应用的人工种植体主要是钛及钛合金，且90％依赖进口，价格昂贵。这不仅极大地限制了种植体的广泛应用，而且钛种植体本身也存在局限性，如弹性模量过大，缺乏生物活性等。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种多孔钽涂层的人工种植体，为多孔-微纳米孔结构，带孔洞的种植体表面设有一定厚度和结合强度的钽涂层，在此基础上，形成更复杂的网状或海绵状的微纳结构，具有钽涂层与基体结合强度高，种植体与骨的机械嵌合强度高，提高了材料表面的亲水性及生物活性，利于形成类骨结构种植体表面，并赋予该种植体载药功能，节约成本等优点。
本发明的第二目的在于提供一种新型多孔钽涂层的人工种植体的制备方法，该方法首先制备适宜的孔洞，在此基体上制备钽涂层，在此基础上，利用酸蚀、热碱处理、钙盐处理等工序制备出的微米纳米孔结构，具有增加种植体表面粗糙度和亲水性，从而有促进成骨细胞的骨诱导活性，提高种植体骨结合率，便于携带药物、生物活性分子等优点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种多孔钽涂层的人工种植体，包括设置有孔洞的基体，所述基体表面设置有钽涂层，所述钽涂层为微纳结构。金属钽具有优良的生物相容性、极强的耐腐蚀性和成骨诱导活性，而且多孔钽还具有与骨组织适宜的弹性模量，在骨关节领域用于置换假体取得了良好的临床效果。但钽的成本较高，制成钽涂层，并设计合理的涂层厚度可以很好的解决这个问题。
在此基础上，为进一步提高带钽涂层的人工种植牙的远期成功率，拓展其应用范围(如糖尿病、骨质疏松、放疗后)，赋予带钽涂层的人工种植牙更多功能，本发明设计制备一种具有载药功能的多孔钽涂层的人工种植体，使其在修复牙缺失，恢复牙齿功能的同时，表面能携带不同药物，发挥其他治疗作用。而这种功能的实现是通过多孔带钽涂层的种植体表面制备的具有微纳结构的微纳米孔来实现的。
因此，本发明设计了一种多孔-微纳米孔带钽涂层的人工种植体，通过设计合理的钽涂层厚度，既能够保证和种植体的结合强度，又保证不会因太薄而不易形成微纳米孔；并且采用了孔洞和微纳米孔结合的设计，既增加了种植体与骨的机械嵌合强度，又有利于发挥其生物活性作用和便于携带药物。
金属钛由于极易在表面形成氧化膜TiO2，表现为一种惰性的界面状态，该氧化层的存在，起到了有机组织与无机种植体的转换层作用。种植体基体材质优选为纯钛或钛合金。
为便于植入并提高稳定性，种植体基体在圆柱形表面一般设置螺纹，螺纹分布基体全层，其距上缘1-2mm为水平排列致密螺纹，以下为斜形螺纹，螺纹区域大小和螺距可根据种植体长度、直径和不同需求自行选择。
在种植体表面制备孔洞结构，是本种植体的主要特征之一。孔洞便于种植体周围骨长入孔内，提高种植体与骨结合，且微孔表面携带的生物分子或药物，可通过此孔扩散到周围组织发挥作用。
本发明将孔洞设计在基体距种植体上端1.5±0.1mm、下端2±0.1mm之间的区域；如在不同的实施例中距种植体上端距离可以为1.4mm、1.5mm、1.6mm等；距种植体下端距离可以为1.9mm、2.0mm、2.1mm等。在该范围内结果基本一致。该区域的设定可保证种植体与基台有一定程度锁合，又不影响整体承担咬合力的功能。
种植体内部不完全是中空的，剖面看中上部是中空的，便于基台、螺丝旋入封闭，下部则是实心的。因此，孔洞在中空部位是贯穿全层的，在实心部位则不是贯穿的，深度与中空位孔深度相同，都是种植体中空部位的管壁厚度。
因种植体临床应用时有不同直径和不同长度，需要设计合适的大小、间距、排列及深度，且不影响种植体的机械力学性能，因此设计孔的密度是关键。
经检测，如下孔径和孔间隔设置既不影响种植体力学特性，又有利于种植体发挥承担咬合力的主功能：孔洞上下排之间为相间排列；孔洞垂直于种植体表面；孔洞间隔1.5±0.1mm设置；孔洞直径为1.0±0.1mm；如在不同的实施例中，孔洞设置间隔可以为1.4mm、1.5mm、1.6mm等；孔洞直径可以为0.9mm、1.0mm、1.1mm等。在该范围内结果基本一致。这是基于纯钛或钛合金(Ti-6Al-4V)的种植体，此设计可以达到抗拉强度＞860MPa，抗弯强度＞780MPa，不影响种植体的使用。
在所述基体表面设置钽涂层。由于是在具有孔洞的基体上制备的钽涂层，除基体表面，孔洞内部即基体中空的内部及孔洞边缘也有部分钽涂层。钽涂层既具有优异的生物活性，又不同于完全用钽材料制成的种植体对钽大量需求，因而节约了成本。表面钽涂层有骨诱导活性，能更有利于骨形成。涂层太厚容易脱落，太薄不能形成微孔结构，也不利于涂层表面全部均匀覆盖的效果。因此多次试验比对，确定钽涂层厚度在80-120μm；如在不同的实施例中，钽涂层厚度在80-120μm、80-100μm、90-110μm、90-120μm等。在该范围内既能够保证与基体的结合强度，又能够保证微孔的形成。
微纳结构为微米纳米孔结构或称微纳米孔结构。
经喷钽涂层后，种植体表面形成了规则均匀的微孔，在此基础上，本发明设计了不规则、互相联通的网状或海绵状结构，形成更复杂多级结构的微米纳米孔。本申请期望得到更加有利于发挥生物活性作用和便于药物携带，而且粗糙度和表面亲水性都显著提高的适宜孔径的孔，经实验得到了较优的微纳结构孔径为100-1100nm；如在不同的实施例中，孔径可以为100-1100nm、110-900nm、150-800nm、150-1100nm、200-850nm、300-800nm、400-1000nm、480-890nm等等。
上述一种人工种植体制备方法，包括以下步骤：在基体上制备孔洞；在带有孔洞的基体上喷涂，得到钽涂层；然后经酸蚀处理、热碱处理、钙盐处理，最后加热后冷却即得。
孔洞的设计原理如上文所述。
钽涂层的喷涂需考虑其和基体的结合强度以及能够在其表面制备微纳米孔。结合强度是判断涂层和基体结合能力的关键，涂层与基体结合强度需满足国际标准，即高于30Mpa，才能保证涂层不会脱离。
本发明采用等离子喷涂技术制备钽涂层，并发现通过等离子喷涂技术制备的钛基钽涂层新型钛钽人工种植体具有优异的理化机械特性、生物活性和成骨诱导活性。并通过对喷涂距离、电源等参数不同所致的理化、生物学性能对比分析，确定了制备钛基钽涂层的最适参数，在该参数条件下，可制备一定厚度和结合强度的钽涂层。喷涂关键参数设定是距离110±5mm，电压30±2kv；如在不同的实施例中，距离可以为105mm、108mm、110mm、115mm等，电压可以为28kv、30kv、32kv等，在该范围内结果基本一致。这是经过多个设置筛选的参数，这样制备的钽涂层厚度在80-120μm。
在带有孔洞的基体上喷涂，得到钽涂层的步骤中，得到的钽涂层为微孔结构，所述微孔结构的孔径为80-120μm(如在不同的实施例中，孔径可以为80-120μm、80-100μm、90-110μm、95-120μm等)，涂层与基体结合强度＞30Mpa(如在不同的实施例中，结合强度可以为31Mpa、38Mpa、56Mpa、59Mpa、65Mpa等)。
本发明通过表面等离子喷涂制备得到的钽涂层为微米级结构，可增加表面粗糙度、亲水性和生物活性，但这种结构仍不是成骨和携带药物分子的理想表面状态。于是本发明提出了酸蚀-碱热-离子化复合处理技术，通过对比研究，结果表明这是一种兼有生物活性和载药功能的新型钛钽多孔人工种植牙系统。
酸蚀处理、热碱处理、钙盐处理，这些步骤是形成复杂多级微纳结构的关键。
酸蚀采用混合酸蚀可达到更好的效果，所述酸优选为两种或两种以上的酸和水配制而成，酸优选为腐蚀性强的酸。酸可选择浓硫酸、氢氟酸、盐酸的两种或两种以上等，优选为浓硫酸、氢氟酸。
浓硫酸是常用的具有强腐蚀性的酸，浓度为70％以上，如在不同的实施例中，浓硫酸的浓度可以为95％、98％等，二者结果基本一致。氢氟酸虽具有弱酸性，但其浓度高时的电离度比稀时大而与一般弱电解质有区别，腐蚀性极强。本发明浓硫酸、氢氟酸和水的质量比为2.5-3.5：1.5-2.5：1.5-2.5；如在不同的实施例中，三者的质量比可以为2.5：2：1.5、3：1.5：2、3.5：2.5：2.5等等。
酸蚀条件为在95±2℃的混合酸中|(该条件范围内结果基本一致)处理10±2min(该条件范围内结果基本一致)，该条件下可使钽涂层表面形成微米纳米级多孔结构，可降低表面自由能，更容易吸收体液成分形成羟基磷灰石或结合体液中离子，促进羟基磷灰石成核。
酸蚀后进行清洗，可停止酸蚀并除去多余的酸为下一步热碱处理做准备，为用去离子水超声清洗，优选为用去离子水超声清洗2-3次(该条件范围内结果基本一致)，每次清洗10±2min(该条件范围内结果基本一致)。
热碱溶液为NaOH溶液，所述NaOH溶液浓度为5±1M；优选地，所述热碱处理为60±2℃的NaOH溶液中处理20-30小时(该条件范围内结果基本一致)，优选为60℃处理24小时；优选地，所述热碱处理后还有清洗步骤；优选地，所述清洗为用去离子水超声清洗，优选为用去离子水超声清洗2-3次(该条件范围内结果基本一致)，每次清洗2-3分钟(该条件范围内结果基本一致)。高浓度、高温碱处理，使其表面形成不规则的多层级、内部相互连通的海绵样微纳结构，可进一步增加表面粗糙度和种植体表面亲水性，提高种植体表面生物活性及骨诱导活性。同时微纳米孔也有利于该种植体表面携带缓释药物剂型，携载不同作用的生长因子或药物，如抗菌素或胰岛素等，发挥特殊的治疗作用。
热碱处理后进行清洗，可停止热碱处理并除去多余的碱为下一步钙盐处理做准备，所述清洗为用去离子水超声清洗，优选为用去离子水超声清洗2-3次(该条件范围内结果基本一致)，每次清洗2-3分钟(该条件范围内结果基本一致)。
钙盐处理采用的钙盐为CaCl2。CaCl2处理为以溶液的形式进行处理，所述CaCl2溶液的浓度为100±5M，优选为100M。所述钙盐处理为40±2℃的钙盐中处理20-30小时，优选为40℃处理24小时。该条件范围内结果基本一致。
CaCl2溶液在上述条件下处理种植体，可使表面形成氧化钽钙复合层，为成骨细胞分泌的蛋白聚糖提供更多的二价结合位点，也为羟基磷灰石形成提供钙源，更有利于诱导成骨。
钙盐处理后还有清洗步骤以除去多余钙盐溶液；优选为用去离子水超声清洗，清洗2-3次，每次清洗2-3分钟(该条件范围内结果基本一致)。
最后进行加热消毒处理，加热以逐渐升温的方式进行，加热条件为以每分钟升温5±1℃，到达温度600±5℃后，处理1±0.2h。优选地，加热条件为以每分钟升温5℃，到达温度600℃后，处理1h(该条件范围内结果基本一致)。
最后自然冷却即得。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)多孔钛钽人工种植牙表面形成不规则的多层级、内部相互连通的海绵样微纳结构，显著提高了材料表面的亲水性、生物活性及成骨诱导性，形成了类骨结构的种植体表面，并可赋予该种植体载药功能。
(2)孔洞密度的合理设置，便于种植体周围骨长入孔内，增加机械嵌合，提高种植体与骨结合强度，且微纳米孔表面携带的生物分子或药物，可通过此孔扩散到周围组织，发挥作用。
(3)利用等离子喷涂技术在种植体表面制备钽涂层，该钽涂层具有适宜的厚度和结合强度。
(4)在带有孔洞的钽涂层上设计形成更加复杂的多级微纳米结构，孔洞和微纳米孔的形成，增加了粗糙度、亲水性、成骨诱导性，使得其成为更理想的兼有生物活性和载药功能的种植体。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为未经酸、热碱、钙盐处理的钽涂层表面的扫描电镜图；
图2为经酸、热碱、钙盐处理后的钽涂层表面的扫描电镜图；
图3为经酸、热碱、钙盐处理后的钽涂层表面的高倍扫描电镜图；
图4为未经酸、热碱、钙盐处理的钽涂层表面的接触角示意图；
图5为经酸、热碱、钙盐处理的钽涂层表面的接触角示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
种植体基体为Ti-6Al-4V，在种植体基体表面距上缘1-2mm设置水平排列致密螺纹，以下部分设置斜形螺纹，然后在距种植体顶部1.5mm、底部2mm的区域上打孔，孔洞上下排之间为相间排列，垂直于种植体表面，且间隔为1.5mm设置，孔洞直径为1.0mm。
采用等离子喷涂技术制备钽涂层，喷涂参数设定是距离110mm，电压30kv，制备的钽涂层厚度在80-120μm，涂层表面为微孔结构，孔径为80-120μm，结果见图1未经酸、热碱、钙盐处理的钽涂层表面的扫描电镜图。图4为未经酸、热碱、钙盐处理的钽涂层表面的接触角示意图，可见其有一定的亲水性。涂层与基体结合强度59Mpa。
上述处理的钛钽人工种植体进行混合酸酸蚀，在95℃条件下，在95％硫酸+HF+去离子水(3：2：2,WT％)中处理10min。然后用去离子水超声清洗2次，每次10min。
将前述酸蚀清洗的带孔钛钽人工种植体进行碱处理：在5M NaOH溶液中60℃下处理24小时，然后用去离子水超声清洗2分钟，洗3遍。
将前述碱处理的带孔钛钽人工种植体钙盐处理24h，钙盐处理采用40℃温度下的100M CaCl2溶液，然后用去离子水超声清洗2分钟，洗3遍。
最后将上述钙盐处理后的带孔钛钽人工种植体以每分钟升温5℃的方式加热至600℃，处理1h，然后自然冷却。
该方法最终制得的微纳米孔最大孔径为1100nm，最小孔径为100nm，平均孔径大小为200-850nm。结果见图2经酸、热碱、钙盐处理后的钽涂层表面的扫描电镜图，图3为经酸、热碱、钙盐处理后的钽涂层表面的高倍扫描电镜图，可见不规则、互相联通的网状或海绵状结构，形成了更复杂多级结构的微孔。图5为经酸、热碱、钙盐处理的钽涂层表面的接触角示意图，和图4相比，亲水性显著提高。
实施例2
种植体基体为纯钛，在种植体基体表面距上缘1-2mm设置水平排列致密螺纹，以下部分设置斜形螺纹，然后在距种植体顶部1.4mm、底部2mm的区域上打孔，孔洞上下排之间为相间排列，垂直于种植体表面，且间隔为1.5mm设置，孔洞直径为1.0mm。
采用等离子喷涂技术制备钽涂层，喷涂参数设定是距离110mm，电压30kv，制备的钽涂层厚度在80-100μm，涂层表面为微纳米形态，孔径为80-100μm，涂层与基体结合强度65MPa。
上述处理的钛钽人工种植体进行混合酸酸蚀，在95℃条件下，在95％硫酸+HF+去离子水(3.5：2.5：1.5,WT％)中处理10min。然后用去离子水超声清洗2次，每次12min。
将前述酸蚀清洗的带孔钛钽人工种植体进行碱处理：在6M NaOH溶液中60℃下处理22小时，然后用去离子水超声清洗3分钟，洗2遍。
将前述碱处理的带孔钛钽人工种植体钙盐处理24h，钙盐处理采用42℃温度下的105M CaCl2溶液，然后用去离子水超声清洗2分钟，洗3遍。
最后将上述钙盐处理的带孔钛钽人工种植体以每分钟升温5℃的方式加热至600℃，处理1.2h，然后自然冷却。
该方法制得的微孔最大孔径为900nm，最小孔径为110nm，平均孔径大小为150-800nm。
实施例3
种植体基体为Ti-6Al-4V，在种植体基体表面距上缘1-2mm设置水平排列致密螺纹，以下部分设置斜形螺纹，然后在距种植体顶部1.6mm、底部2mm的区域上打孔，孔洞上下排之间为相间排列，垂直于种植体表面，且间隔为1.5mm设置，孔洞直径为1.0mm。
采用等离子喷涂技术制备钽涂层，喷涂参数设定是距离110mm，电压30kv，制备的钽涂层厚度在90-120μm，涂层表面为微纳米形态，孔径为90-110μm，涂层与基体结合强度56MPa。
上述处理的钛钽人工种植体混合酸酸蚀，在95℃下，用95％硫酸+HF+去离子水(2.5：1.5：2.5,WT％)处理10min。然后用去离子水超声清洗2次，每次10min。
将前述酸蚀清洗的带孔钛钽人工种植体表面碱处理：在4M NaOH溶液中60℃下处理24小时，然后用去离子水超声清洗2分钟，洗3遍。
将前述碱处理的带孔钛钽人工种植体钙盐处理24h，钙盐处理采用38℃温度下的95M CaCl2溶液，然后用去离子水超声清洗2分钟，洗3遍。
最后将上述钙盐处理的带孔钛钽人工种植体以每分钟升温5℃的方式加热至600℃，处理1h，然后自然冷却。
该方法制得的微孔最大孔径为1100nm，最小孔径为150，平均孔径大小为480-890nm。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种多孔钽涂层的人工种植体，其特征在于，包括设置有孔洞的基体；
所述基体表面设置有钽涂层；
所述钽涂层为微纳结构。
2.根据权利要求1所述的一种多孔钽涂层的人工种植体，其特征在于，所述基体的材质为纯钛或钛合金；
优选地，所述基体中上部为中空结构；
进一步地，所述钽涂层厚度为80-120μm。
3.根据权利要求1所述的一种多孔钽涂层的人工种植体，其特征在于，所述孔洞设置在距种植体上端1.5±0.1mm、下端2±0.1mm之间的区域；
优选地，所述孔洞上下排之间为相间排列；
优选地，所述孔洞垂直于所述种植体表面；
优选地，所述孔洞间隔1.5±0.1mm设置；
优选地，所述孔洞直径为1.0±0.1mm。
4.根据权利要求1所述的一种多孔钽涂层的人工种植体，其特征在于，所述微纳结构孔径为100-1100nm。
5.权利要求1-4任一项所述的一种多孔钽涂层的人工种植体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在基体上制备孔洞；在带有孔洞的基体上喷涂，得到钽涂层；然后经酸蚀处理、热碱处理、钙盐处理，最后加热后冷却即得。
6.根据权利要求5所述的一种多孔钽涂层的人工种植体的制备方法，其特征在于，所述喷涂采用等离子喷涂；
优选地，所述喷涂设定为距离110±5mm，电压30±2kv；
优选地，在带有孔洞的基体上喷涂，得到钽涂层的步骤中，得到的钽涂层为微孔结构，所述微孔结构的孔径为80-120μm。
7.根据权利要求5所述的一种多孔钽涂层的人工种植体的制备方法，其特征在于，所述酸蚀为混合酸蚀；
优选地，所述酸为两种或两种以上的酸和水配制而成；
优选地，所述酸为浓硫酸、氢氟酸、盐酸的两种或两种以上；
优选地，所述酸为浓硫酸、氢氟酸；
优选地，所述浓硫酸、氢氟酸和水的质量比为2.5-3.5：1.5-2.5：1.5-2.5；
优选地，所述酸蚀为在95±2℃的混合酸中，处理10±2min；
优选地，所述酸蚀后还有清洗步骤；
优选地，所述清洗为用去离子水超声清洗，优选为用去离子水超声清洗2-3次，每次清洗10±2min。
8.根据权利要求5所述的一种多孔钽涂层的人工种植体的制备方法，其特征在于，所述热碱处理采用的热碱以热碱溶液形式进行处理，所述热碱溶液为NaOH溶液，所述NaOH溶液浓度为5±1M；
优选地，所述热碱处理为60±2℃的NaOH溶液中处理20-30小时，优选为60℃处理24小时；
优选地，所述热碱处理后还有清洗步骤；
优选地，所述清洗为用去离子水超声清洗，优选为用去离子水超声清洗2-3次，每次清洗2-3分钟。
9.根据权利要求5所述的一种多孔钽涂层的人工种植体的制备方法，其特征在于，所述钙盐处理采用的钙盐为CaCl2；
优选地，所述CaCl2处理为以溶液的形式进行处理，所述CaCl2溶液的浓度为100±5M，优选为100M；
优选地，所述钙盐处理为40±2℃的钙盐中处理20-30小时，优选为40℃处理24小时；
优选地，所述钙盐处理后还有清洗步骤；
优选地，所述清洗为用去离子水超声清洗，优选为用去离子水超声清洗2-3次，每次清洗2-3分钟。
10.根据权利要求5-9任一项所述的一种多孔钽涂层的人工种植体的制备方法，所述加热速度为每分钟升温5±1℃，到达温度600±5℃后，处理1±0.2h；
优选地，所述加热速度为每分钟升温5℃，到达温度600℃后，处理1h；
优选地，所述冷却为自然冷却。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111411336A (zh) * 2020-03-27 2020-07-14 温州医科大学附属口腔医院 一种人工种植体
CN111449777A (zh) * 2020-04-30 2020-07-28 山东建筑大学 一种3d打印牙齿种植体及其制备方法与应用
CN112336477A (zh) * 2020-11-06 2021-02-09 北京市春立正达医疗器械股份有限公司 一种骨诱导结构的牙种植体
KR20230135932A (ko) * 2022-03-17 2023-09-26 구본준 플라즈마 용융 분사법을 이용한 임플란트 식립체의 표면 코팅 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101862231A (zh) * 2010-05-12 2010-10-20 中国人民解放军第四军医大学 一种钽涂层人工假体制备方法
CN101961507A (zh) * 2010-10-26 2011-02-02 四川材料与工艺研究所 一种医用植入体及其制备方法
WO2014008293A1 (en) * 2012-07-02 2014-01-09 Zimmer, Inc. Thin film tantalum coating for medical implants
CN104302237A (zh) * 2012-03-09 2015-01-21 西-博恩公司 带螺纹的种植体
CN105537589A (zh) * 2016-01-28 2016-05-04 佛山市安齿生物科技有限公司 一种slm成型钛种植体表面处理方法
CN106421892A (zh) * 2016-09-30 2017-02-22 中国人民解放军总医院 一种钛基钽涂层生物支架材料及其制备方法
US20170340416A1 (en) * 2014-01-13 2017-11-30 Brock B. WESTOVER Endosseous dental implant assembly

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101862231A (zh) * 2010-05-12 2010-10-20 中国人民解放军第四军医大学 一种钽涂层人工假体制备方法
CN101961507A (zh) * 2010-10-26 2011-02-02 四川材料与工艺研究所 一种医用植入体及其制备方法
CN104302237A (zh) * 2012-03-09 2015-01-21 西-博恩公司 带螺纹的种植体
WO2014008293A1 (en) * 2012-07-02 2014-01-09 Zimmer, Inc. Thin film tantalum coating for medical implants
US20170340416A1 (en) * 2014-01-13 2017-11-30 Brock B. WESTOVER Endosseous dental implant assembly
CN105537589A (zh) * 2016-01-28 2016-05-04 佛山市安齿生物科技有限公司 一种slm成型钛种植体表面处理方法
CN106421892A (zh) * 2016-09-30 2017-02-22 中国人民解放军总医院 一种钛基钽涂层生物支架材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘洪臣: "《新型多孔钽种植牙》", 《中华老年口腔医学杂志》 *
巢永烈: "《种植义齿学》", 31 May 1999 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111411336A (zh) * 2020-03-27 2020-07-14 温州医科大学附属口腔医院 一种人工种植体
CN111449777A (zh) * 2020-04-30 2020-07-28 山东建筑大学 一种3d打印牙齿种植体及其制备方法与应用
CN112336477A (zh) * 2020-11-06 2021-02-09 北京市春立正达医疗器械股份有限公司 一种骨诱导结构的牙种植体
KR20230135932A (ko) * 2022-03-17 2023-09-26 구본준 플라즈마 용융 분사법을 이용한 임플란트 식립체의 표면 코팅 방법
KR102585073B1 (ko) * 2022-03-17 2023-10-06 구본준 플라즈마 용융 분사법을 이용한 임플란트 식립체의 표면 코팅 방법

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