CN111821505A - 一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体及其制备方法，所述超顺磁性纳米涂层的口腔种植体，是以纯钛的口腔种植体为基体，在其表面上组装上超顺磁性纳米颗粒（γ‑Fe2O3）。所述口腔种植体为纯钛制作，经微弧氧化形成较厚的氧化膜，该氧化膜具有多孔的表面形态和耐腐蚀性，再用溶胶法将超顺磁性纳米颗粒（γ‑Fe2O3）复合到纯钛表面的氧化膜层上。钛经微弧氧化处理后可形成一层多孔结构的二氧化钛膜层，且与“骨小梁”的结构相似，利于骨创伤的修复，所述超顺磁性纳米涂层为超顺磁性纳米颗粒（γ‑Fe2O3）的涂层，在外加特定磁场的作用下具有的电磁效应和其他间接效应，可以对牙髓干细胞的成骨方向分化起到促进作用，提高种植体种植的成功率。

Description

一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体及其制备方法
技术领域
本发明属于医用材料领域，具体涉及一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体及其制备方法。
背景技术
目前，将口腔种植体用于牙列缺损或缺失患者的修复已被广泛认可，正常情况下种植体植人口内后，不仅应该具有良好的相容性，还需要与周围的颌骨组织形成良好的骨结面。临床上导致种植失败的常见原因很多，包括旋人扭力过低、种植体选择不当、即刻负重、入区为Ⅲ和Ⅳ类骨、患者吸烟或患有其他基础疾病如糖尿病等造成的种植体生物活性不够，生物体内骨结合能力较弱。种植失败的发生多为慢性过程，为了提高骨结合能力和口腔种植体的成功率，通过种植体表面改性，使种植体具有骨诱导性，促进牙髓干细胞的成骨方向分化是目前重要的研究方向。
磁场作为一种非入侵性物理因子，能直接作用于生物体，从而产生相应的生物学效应，当机体所处的磁场发生改变时会影响细胞分子活性进而影响机体的活动。生物体的组织中含有大量的自由电子，在自然状态下这些自由电子是静止的。但是，当生物体组织处在电磁环境中时，就会激发生物组织内的自由电子不断的移动，因此在不断变化的电磁场中的生物体可以在很小的刺激下产生非常强烈的应答反应。目前国内已有利用电磁效应治疗骨性疾病的研究，证明了电磁效应发挥治疗效果的可行性。磁性纳米颗粒为纳米颗粒与磁性元素如铁、镍等结合成化学复合物，具有特殊的磁效应、磁导向性、良好的生物相容性、低毒性及长血液循环时间及因其小尺寸呈现出其特有的优点等。一方面，本发明中所用的γ-Fe2O3氧化铁颗粒已通过ISO 国际质量管理体系安全认证，对生物体具有低的细胞毒性；另一方面，超顺磁纳米颗粒的剩磁Mr 和矫顽力Hc 基本趋于为零，导致颗粒与颗粒相互之间仅仅存在很微弱的磁偶极作用，能形成稳定的磁性流体。目前氧化铁纳米颗粒是已经得到广泛应用的生物医用纳米材料，具有良好的生物相容性、体内稳定性以及特殊的电磁学性质，在外加电磁场下会产生多种独特的效应，在磁性药物载体、肿瘤热疗以及脑深部磁刺激中得到越来越多的研究和重视。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体及其制备方法，纯钛口腔种植体经微弧氧化处理后可形成一层多孔结构的二氧化钛膜层，且与“骨小梁”的结构相似，利于骨创伤的修复，在其表面的超顺磁性纳米涂层为超顺磁性纳米颗粒（γ-Fe2O3）的涂层，在外加特定磁场的作用下具有的电磁效应和其他间接效应，可以对牙髓干细胞的成骨方向分化起到促进作用，提高种植体种植的成功率。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体，材质为纯钛材质，表面具有γ-Fe2O3超顺磁性纳米颗粒的覆盖层。
优选的，所述超顺磁性纳米涂层的口腔种植体主体成分为金属纯钛，化学成分符合GB/T 3810中 Grade2的规定，晶粒度不粗于5级。
优选的，所述超顺磁性氧化铁磁性纳米覆盖层为γ-Fe2O3 磁性纳米颗粒层层组装的涂层，涂层厚度为50μm- 100μm，在外加磁场的作用下，超顺磁性氧化铁磁米涂层的种植体能产生相应的电磁效应和其他间接效应，促进骨组织损伤的修复。
优选的，所述种植体为螺纹结构，种植体长度6-14mm，直径3-4.8mm，螺纹间距1.25mm，种植体颈部直径3.5-6.5mm，穿龈高度1.8-2.8mm。
一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体及其制备方法，包括以下步骤
步骤1：将用机械加工得到的口腔种植体，置于中性清洁剂清洗20min-30min，再用去离子水常温下冲洗10min-20min，后放置于蒸馏水中清洗10min-20min，再干燥后备用。
步骤2：将口腔种植体放入HF、HN03混合液中酸蚀3 min，干燥后备用。
步骤3：将种植体置于电解液为Na3P04、KOH、KF、植酸的混合溶液中，阴极为不锈钢、阳极为种植体，微弧氧化参数电压为380 V，频率为500 Hz，脉宽为100，微弧氧化时间8min，取出干燥后备用，
步骤4：将种植体放置于γ-Fe2O3胶体溶液中20min-30min，溶液温度40℃-50℃，取出后再置入冷冻干燥机行冻干处理，取出后钴-60(Co)照射消毒。
一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体的使用方法是：将其植入口腔内，在外加磁场的作用下，具有的电磁效应和其他间接效应，可以对牙髓干细胞的成骨方向分化起到促进作用，提高种植体种植的成功率。
本发明的有益效果是：
本发明所述的超顺磁性纳米涂层的口腔种植体，植入牙列缺损或缺失植部位处，纯钛种植体经微弧氧化处理后可形成一层多孔结构的二氧化钛膜层，且与“骨小梁”的结构相似，磁性纳米颗粒在外加电磁场下的电磁效应和其他间接效应，例如磁热效应、磁弹效应等，可以促进牙髓干细胞的成骨方向分化促进能力，对骨组织进行特异性作用。因为磁性材料可以汇聚电磁场，因此就在骨组织局部增强了电磁场的作用强度，大大增加了磁性纳米颗粒组装结构和组织细胞的界面处的电磁作用能量，这一点可以保证即使外界环境中只有较小强度的电磁场，也可能在纳米材料界面处产生较强的电磁效应。同时纳米颗粒界面被电磁场极化或者磁化产生的电磁场随距离增加快速衰减，因此是一种局域的电磁作用，保证了体内电磁效应只作用于骨损伤组织局部，避免了全身多部位同时受影响。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图标记：
1、种植体，2、种植体颈部。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
本发明所述的超顺磁性纳米涂层的口腔种植体，如图1所示，种植体1为螺纹结构，种植体长度6-14mm，直径3-4.8mm，螺纹间距1.25mm，种植体颈部2直径3.5-6.5mm，穿龈高度1.8-2.8mm，种植体为纯钛材质，表面具有50μm- 100μm的γ-Fe2O3超顺磁性纳米颗粒的覆盖层，植入牙列缺损或缺失植部位处，纯钛种植体经微弧氧化处理后可形成一层多孔结构的二氧化钛膜层，且与“骨小梁”的结构相似，磁性纳米颗粒在外加电磁场下的电磁效应和其他间接效应，例如磁热效应、磁弹效应等，可以促进牙髓干细胞的成骨方向分化促进能力，对骨组织进行特异性作用。因为磁性材料可以汇聚电磁场，因此就在骨组织局部增强了电磁场的作用强度，大大增加了磁性纳米颗粒组装结构和组织细胞的界面处的电磁作用能量，这一点可以保证即使外界环境中只有较小强度的电磁场，也可能在纳米材料界面处产生较强的电磁效应。同时纳米颗粒界面被电磁场极化或者磁化产生的电磁场随距离增加快速衰减，因此是一种局域的电磁作用，保证了体内电磁效应只作用于骨损伤组织局部，避免了全身多部位同时受影响。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (6)

1.一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体，其特征在于：所述超顺磁性纳米涂层的口腔种植体为纯钛材质，表面具有γ-Fe2O3超顺磁性纳米颗粒的覆盖层。
2.根据权利要求1所述的一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体，其特征在于：所述超顺磁性纳米涂层的口腔种植体主体成分为金属纯钛，晶粒度不粗于5级。
3.根据权利要求1所述的一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体，其特征在于：所述超顺磁性氧化铁磁性纳米覆盖层为γ-Fe2O3 磁性纳米颗粒层层组装的涂层，涂层厚度为50μm-100μm，在外加磁场的作用下，超顺磁性氧化铁磁米覆盖层的种植体能产生相应的电磁效应和其他间接效应，促进骨组织损伤的修复。
4.根据权利要求2所述的一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体，其特征在于：所述种植体为螺纹结构，种植体长度6-14mm，直径3-4.8mm，螺纹间距1.25mm，种植体颈部直径3.5-6.5mm，穿龈高度1.8-2.8mm。
5.一种如权利要求1所述的一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体及其制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤
步骤1：将用机械加工得到的口腔种植体，置于中性清洁剂清洗20min-30min，再用去离子水常温下冲洗10min-20min，后放置于蒸馏水中清洗10min-20min，再干燥后备用；
步骤2：将口腔种植体放入HF、HN03混合液中酸蚀3 min，干燥后备用；
步骤3：将种植体置于电解液为Na3P04、KOH、KF、植酸的混合溶液中，阴极为不锈钢、阳极为种植体，微弧氧化参数电压为380 V，频率为500 Hz，脉宽为100，微弧氧化时间8 min，取出干燥后备用，
步骤4：将种植体放置于γ-Fe2O3胶体溶液中20min-30min，溶液温度40℃-50℃，取出后再置入冷冻干燥机行冻干处理，取出后钴-60(Co)照射消毒。
6.根据权利要求1所述的一种超顺磁性纳米涂层的口腔种植体，其特征在于：所述超顺磁性纳米涂层的口腔种植体使用方法是：将其植入口腔内，在外加磁场的作用下，具有的电磁效应和其他间接效应，可以对牙髓干细胞的成骨方向分化起到促进作用，提高种植体种植的成功率。
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