CN113520637B - 一种犬口腔种植体及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种犬口腔种植体及其制备方法和应用，其中，犬口腔种植体包括种植体主体，所述种植体主体上修饰有纳米复合涂层，所述纳米复合涂层为纳米Zno、纳米Se和纳米壳聚糖。本申请制备的犬口腔种植体具有良好的种植成功率、骨结合速度和抗菌抗炎效果。

Description

一种犬口腔种植体及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于动物口腔器械领域，具体涉及一种犬口腔种植体及其制备方法和应用。

背景技术

宠物在生活中难免出现磕碰、争斗、咀嚼坚硬材料等造成牙断裂、缺失的情况，没有一口完整的牙齿，可能导致宠物进食困难，从而引发诸多疾病，具有操作简便且高效、良好的舒适度、稳固性强等优点的种植牙成为其解决的最佳办法。

在现有技术中，种植牙由犬口腔种植体(人工牙根)、基座、人工牙冠三部分组成，其中“地基”种植体的“牢固”与否决定着种植牙高楼能否建起并长期保留下去。

但是，目前的犬口腔种植体存在许多缺陷，其一由于缺乏天然牙那样相对完备的免疫防御系统，往往对细菌感染的抵抗力较弱，由此引发的种植体周围炎是导致种植失败的重要原因之一，而目前种植失败率高达60％。其二，在进行种植体种植后需要定期对宠物口腔进行清洁，而宠物生性好动，许多宠物主人使用牙刷和牙膏清洁宠物的口腔难以清洁干净，导致其种植牙细菌滋生，进而引起种植失败。目前国内使用的犬种植体如钛合金种植体、陶瓷种植体等，表面没有进行改性，不仅大多数都价格昂贵，而且种植后术后效果差，容易引起细菌滋生，而且种植失败势必会造成宠物疼痛、口腔疾病等，严重影响宠物的正常生活。

在现有技术中，适用于动物的犬口腔种植体的相关报道较少，因此，如何设计一种具有良好抗菌性能的犬口腔种植体，是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种犬口腔种植体。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种犬口腔种植体，包括种植体主体，所述种植体主体上修饰有纳米复合涂层，所述纳米复合涂层为纳米ZnO、纳米Se和纳米壳聚糖。

本申请公开的犬口腔种植体的有益效果是：本申请制备的犬口腔种植体具有良好的种植成功率、骨结合速度和抗菌抗炎效果。

在一种可选的实施例中，所述种植体主体为Ti-6Al-4V合金；所述种植体主体中，作为上颌骨的种植体主体的长度不超过犬齿牙根部分的长度，其直径与犬齿牙根部分的宽度相同，作为上颌骨的所述种植体主体的具有弧度。

本申请还提供了一种上述犬口腔种植体的制备方法，包括以下步骤：

将纳米CTS/Se和半胱氨酸于水中混合，得到CTS-Se-半胱氨酸溶液；

将所述CTS-Se-半胱氨酸溶液和钙磷水溶液混合，并将pH值至调节至4，得到第一电镀液；

以所述种植体主体为工作电极，对所述第一电镀液进行第一次脉冲电化学沉积，将所述纳米CTS/Se沉积于所述种植体主体上，得到中间种植体；

将纳米ZnO、钙磷水溶液和明胶混合，并将pH值调节至5，得到第二电镀液；

以所述中间种植体为工作电极，对所述第二电镀液进行第二次脉冲电化学沉积，将所述纳米ZnO沉积于所述种植体主体上，得到所述犬口腔种植体。

本申请公开的犬口腔种植体的制备方法的有益效果是：本申请通过脉冲电化学沉积法，通过两次沉积，即可将纳米ZnO、纳米Se和纳米CTS沉积到钛合金种植体主体上，该制备方法简单快速，操作简便。

在一种可选的实施例中，所述第一电镀液中，Ca²⁺的浓度为5mmol/L、PO4^3-浓度为3mmol/L、CTS-Se的浓度为1mmol/L，所述第二电镀液中，Ca²⁺的浓度为5mmol/L、PO4^3-浓度为3mmol/L，纳米ZnO的浓度为0.1g/L，明胶浓度为0.49g/L。

在一种可选的实施例中，所述第一次脉冲电化学沉积过程中，以铂金板作为对电极，以饱和甘汞电极为参比电极，脉冲高电位为0V，脉冲低电位为–2.0V，脉冲宽度为100s，沉积时间为2h，沉积温度为40℃；

所述第二次脉冲电化学沉积过程中，以铂金板作为对电极，以饱和甘汞电极为参比电极，脉冲高电位为0V，脉冲低电位为–1.3V，脉冲宽度为100s，沉积时间为1h，沉积温度为40℃。

在一种可选的实施例中，所述纳米CTS/Se通过以下步骤制备：

将壳聚糖在溶解于冰醋酸中，得到壳聚糖粘性溶液；

将所述壳聚糖的粘性溶液与纳米硒混合，制备得到纳米CTS/Se。

在一种可选的实施例中，所述冰醋酸的浓度为1％(w/w)，所述壳聚糖粘性溶液中，所述壳聚糖的浓度为10g/mL,所述壳聚糖的粘性溶液与所述纳米硒的混合时间为30min，混合后所述壳聚糖的浓度为0.32g/mL。

在一种可选的实施例中，在以所述种植体主体为工作电极步骤前，还包括步骤：

对所述种植体主体进行打磨，然后用酸蚀处理，再用依次采用乙醇和丙酮对所述种植体主体重复洗涤两次，最后对所述种植体主体进行水洗。本申请通过对种植体主体进行表面处理，能够使种植体主体表面变粗糙，进而增加表面积，一方面能够提高种植体与骨之间的骨结合，同时也起到提高纳米复合涂层的附着力。

在一种可选的实施例中，所述打磨采用60粒的砂纸，所述酸蚀处理采用的溶液为5％wt的H₂SO₄/HCl的混合溶液，所述H₂SO₄和所述HCl体积比为1:1，所述酸蚀处理的时间为10min，所述乙醇和所述丙酮的浓度为95wt％，每次所述洗涤时间为15min，所述水洗的时间为10min。

本申请还提供了一种上述的犬口腔种植体在动物牙科疾病治疗中的应用。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本申请，并非用于限定本申请的范围。

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或实施例。为简化公开内容，下面描述了各特征存在的一个或多个排列的具体实施例，但所举实施例不作为对本说明书的限定,在说明书中随后记载的第一特征与第二特征连接，即可以包括直接联系的实施方式，也可以包括形成附加特征的实施方式，进一步的，也包括采用一个或多个其他介入特征使第一特征和第二特征彼此间接连接或结合，从而第一特征和第二特征可以不直接联系。

本申请公开了一种犬口腔种植体的实施例，包括种植体主体，种植体主体上修饰有纳米复合涂层，纳米复合涂层为纳米ZnO、纳米Se、和纳米壳聚糖，其中，种植体主体可以为Ti-6Al-4V合金。其中，作为上颌骨的种植体主体的长度不超过犬齿牙根部分的长度，例如，被种植犬的犬齿根部的长度为15mm，则种植体主体的长度则设置为12～14mm较佳。作为上颌骨的种植体主体的直径与犬齿牙根部分的宽度相同，作为上颌骨的种植体具有一定弧度，从而便于和犬口腔适配。

由于犬的犬齿与人结构差异较大，无论是位置还是大小，现有的种植体基本都是人用种植体，还未有犬专用的犬齿种植体。犬的牙齿并没有人们认为的那样坚固。成年犬上颌的犬齿最易发生齿折，而幼年犬的犬齿较成年犬更容易发生折断。因此，本申请通过对犬口腔进行测量，设计适合形状的作为上颌骨的种植体主体，进而能够更好的犬齿进行适配。

为了便于理解本申请，本申请提供了以下实施例和对照例对本申请进行说明：

实施例1

一种上述犬口腔种植体的制备方法的实施例，该实施例1中采用Ti-6Al-4V合金作为种植体主体，其规格为3.3mm直径×8cm高，为常规美学种植体。

具体的，包括以下步骤：

S1：对种植体主体进行表面处理：将种植体用60粒砂纸打磨，用5wt％的H₂SO₄:HCl的混合溶液对种植体主体进行酸蚀10min，其中，H₂SO₄:HCl的体积比为1:1，然后再用依次95％的乙醇和丙酮超声重复洗涤两次，每次洗涤15min，最后用去离子水超声洗涤10min。

S2：准备纳米ZnO和纳米壳聚糖硒(CTS/Se)，其中纳米ZnO可以直接购买或采用步骤S201的方法进行制备，纳米CTS/Se可以采用步骤S202的方法进行制备。

S201：制备纳米ZnO：将5.5g的Zn(COOH)₂溶解在无水乙醇中，得到Zn(COOH)₂溶液，将盛放有Zn(COOH)₂溶液的烧杯口用薄膜封盖，将烧杯放在磁力加热搅拌器中，于78℃搅拌30min；将2.93g的KOH溶于30ml无水乙醇中，将混合溶液滴加到烧杯中，于78℃搅拌5min，然后加入溶于25wt％的APTES水溶液，于78℃搅拌5min，干燥除杂后得到纳米ZnO；

S201：称取10g壳聚糖(CTS)溶于1％(w/w)乙酸溶液中，搅拌过夜，直到壳聚糖完全溶解，配制得到10g/mL壳聚糖粘性溶液。取一定体积的壳聚糖粘性溶液缓慢滴加到纯化后的纳米硒中，使壳聚糖终浓度为0.32g/mL，在室温下继续搅拌30min,制备得到纳米CTS/Se，并于4℃冰箱保存

S2：纳米复合涂层的制备：涂层的制备均在40℃恒温水浴中进行。

将Ca(NO₃)₂·4H₂O和(NH₄)H₂PO₄按照nCa/nP＝1.67的比例用蒸馏水配制成钙磷水溶液。将一定量的CTS-Se加入到上述钙磷水溶液中，用氨水调节pH值为4.0，充分搅匀得到第一电镀液，其中Ca²⁺的浓度为5mmol/L、PO4^3-浓度为3mmol/L、CTS-Se的浓度为1mmol/L。

以钛合金种植体主体作为工作电极，铂金板作为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极，把电解液放在三电极系统的电解槽中以脉冲高电位0V，脉冲低电位–2.0V，脉冲宽度100s，沉积时间2h为条件进行第一次脉冲电化学沉积，第一次脉冲电化学沉积完成后立刻用去离子水冲洗样品，自然晾干，得到中间种植体。

将纳米ZnO、明胶和钙磷水溶液混合，配置第二电镀液，其中，Ca²⁺的浓度为5mmol/L、PO4^3-浓度为3mmol/L，纳米ZnO的浓度为0.1g/L，明胶的浓度为0.49g/L，继续采用脉冲电化学沉淀技术，沉积条件为：脉冲宽度为100s，脉冲低电位为-1.3V，持续1h，用氨水调节第二电镀液的pH值至5.0，第二次脉冲电化学沉积完成后，用去离子水冲洗样品，然后在空气中干燥，得到修饰有纳米ZnO、纳米Se和纳米CTS的犬口腔种植体。

对照例1：

Ti-6Al-4V合金犬口腔种植体，其规格为3.3mm直径×8cm高。

对照例2：

陶瓷种植体，其规格为3.3mm直径×8cm高。

对照例3：

仅修饰有纳米ZnO的钛合金种植体，其规格为3.3mm直径×8cm高。

将本申请实施例1制备的犬口腔种植体与对照例1对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和牙龈卟啉单胞菌的抑菌效果进行比较，结果如表1所示：

表1

由上表可以看出，本申请实施例1制备的犬口腔种植体，其抑菌效率相较于对照例1得到了显著提升，淡出的钛合金种植体在短期内抑菌效果明显，但长期以来的抑菌率下降程度远超本申请实施例制备的犬口腔种植体，且其抑菌效果远不及实施例1制备的犬口腔种植体。

将本申请实施例1制备的犬口腔种植体与对照例1～3的售价、种植成功率、抑菌效果和骨接合速度进行比较，结果如表2所示：

表2

种植体种类	售价	抑菌效果	成功率	骨接合速度
					实施例1	10000	有抑效果	未出现失败病例	180d
对照例1	10000	抑菌效果差	82％	240d
					对照例2	2500	无抑菌效果	74％	360d
对照例3	7500	有抑菌效果	60％	200d

通过表2可以看出，相较于传统的陶瓷种植体和钛合金种植体，本申请制备的犬口腔种植体，其骨接合度提高和种植成功率均有所提高，而相较于仅有纳米ZnO修饰的对照例3，本申请的种植成功率和骨结合速度均得到了提升。

这是由于本申请制备的犬口腔种植体上同时修饰有纳米ZnO、纳米Se和纳米CTS，其中，纳米ZnO具有优良的广谱杀菌性能、促进骨增值能力，同时，纳米ZnO抑菌效果相较于普通ZnO增强10％左右，其次，低毒高活性的纳米Se不仅具有抗菌作用、免疫刺激性，还能促进成骨细胞生长和黏附，最后，CTS为N-乙酰葡萄糖胺单体构成的聚合物，其具有优越的生物相容性，无毒性及抗菌活性，良好的成膜性能。通过将三者复合修饰语钛合金种植体主体上，从而使本申请制备得到的犬口腔种植体具有良好的抗炎抗菌、促骨生长的效果。

本申请制备的纳米复合涂层创造性的将纳米ZnO、纳米CTS/Se进行复合并应用到腔种植体表面改性，其中纳米粒子的直径能够缩小到10nm，约是普通材料1/3，进而能够延长种植体表面涂层作用时间。同时，纳米CTS/Se复合材料的的毒性相较于单一Se降低了约1000倍。

本申请通过在犬口腔种植体上修饰纳米复合涂层，所修饰的纳米复合涂层中的纳米粒子因其比表面积大，具有抗菌活性强的特点，同时能够有效改善犬口腔种植体的物理、机械和生物特性。本发明填补宠物医学领域纳米材料犬口腔种植体空白，具有较高的发展潜力和产业应用价值。

在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本说明书中使用的术语是考虑到关于本公开的功能而在本领域中当前广泛使用的那些通用术语，但是这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、先例或本领域新技术而变化。此外，特定术语可以由申请人选择，并且在这种情况下，其详细含义将在本公开的详细描述中描述。因此，说明书中使用的术语不应理解为简单的名称，而是基于术语的含义和本公开的总体描述。

本说明书中使用了文字来说明根据本申请的实施例所执行的操作步骤。应当理解的是，本申请实施例中的操作步骤不一定按照记载顺序来精确地执行。相反，根据需要，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种犬口腔种植体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将纳米CTS/Se和半胱氨酸于水中混合，得到CTS-Se-半胱氨酸溶液；

将所述CTS-Se-半胱氨酸溶液和钙磷水溶液混合，并将pH值至调节至4，得到第一电镀液；

以所述种植体主体为工作电极，对所述第一电镀液进行第一次脉冲电化学沉积，将所述纳米CTS/Se沉积于所述种植体主体上，得到中间种植体；

将纳米ZnO、钙磷水溶液和明胶混合，并将pH值调节至5，得到第二电镀液；

以所述中间种植体为工作电极，对所述第二电镀液进行第二次脉冲电化学沉积，将所述纳米ZnO沉积于所述种植体主体上，得到所述犬口腔种植体；

所述第一电镀液中，Ca²⁺的浓度为5mmol/L、PO4^3-浓度为3mmol/L、CTS-Se的浓度为1mmol/L，所述第二电镀液中，Ca²⁺的浓度为5mmol/L、PO4^3-浓度为3mmol/L，纳米ZnO的浓度为0.1g/L，明胶浓度为0.49g/L；

所述第一次脉冲电化学沉积过程中，以铂金板作为对电极，以饱和甘汞电极为参比电极，脉冲高电位为0 V，脉冲低电位为–2.0 V，脉冲宽度为100 s，沉积时间为2h，沉积温度为40℃；

所述第二次脉冲电化学沉积过程中，以铂金板作为对电极，以饱和甘汞电极为参比电极，脉冲高电位为0 V，脉冲低电位为–1.3 V，脉冲宽度为100 s，沉积时间为1h，沉积温度为40℃；

所述纳米CTS/Se通过以下步骤制备：

将壳聚糖在溶解于冰醋酸中，得到壳聚糖粘性溶液；

将所述壳聚糖的粘性溶液与纳米硒混合，制备得到纳米CTS/Se；

所述冰醋酸的浓度为1%(w/w)，所述壳聚糖粘性溶液中，所述壳聚糖的浓度为10g/mL,所述壳聚糖的粘性溶液与所述纳米硒的混合时间为30min，混合后所述壳聚糖的浓度为0.32g/mL；

在以所述种植体主体为工作电极步骤前，还包括步骤：

对所述种植体主体进行打磨，然后用酸蚀处理，再用依次采用乙醇和丙酮对所述种植体主体重复洗涤两次，再对所述种植体主体进行水洗；

所述打磨采用60粒的砂纸，所述酸蚀处理采用的溶液为5%wt的H₂SO₄/HCl的混合溶液，所述H₂SO₄和所述HCl体积比为1:1，所述酸蚀处理的时间为10min，所述乙醇和所述丙酮的浓度为95wt%，每次所述洗涤时间为15min，所述水洗的时间为10min。

2.根据权利要求1所述制备方法得到的犬口腔种植体，其特征在于，包括种植体主体，所述种植体主体上修饰有纳米复合涂层，所述纳米复合涂层为纳米ZnO、纳米Se和纳米壳聚糖，所述种植体主体为Ti-6Al-4V合金；

所述种植体主体中，作为上颌骨的所述种植体主体的长度不超过犬齿牙根部分的长度，其直径与犬齿牙根部分的宽度相同，作为上颌骨的所述种植体主体的具有弧度。