TW201500034A - 一種牙植體及骨釘植體表面處理的方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種牙植體及骨釘植體表面處理的方法，係利用鈦或鈦合金人工牙根植體及骨釘植體，經脫脂、噴砂、酸蝕、用溼式電漿氧化做局部或全部的表面處理，生成具有生物相容性之多孔狀結構的二氧化鈦和磷酸鈣鈦塗層；經碱液處理再將磷酸鈣鈦轉化為氫氧基磷酸鈣，使人工牙植體及骨釘植體表面，具有大小不一多孔狀結構之二氧化鈦和氫氧基磷酸鈣塗層披覆，故可以加速類成骨細胞及骨整合之速度，進而縮短人工植牙及固定骨釘之治療時程。

Description

一種牙植體及骨釘植體表面處理的方法

本發明係關於一種牙植體及骨釘植體表面處理的方法；係利用鈦或鈦合金人工牙根植體及骨釘植體，經脫脂、噴砂、酸蝕、用溼式電漿氧化做局部或全部的表面處理，生成具有生物相容性之多孔狀結構的二氧化鈦和磷酸鈣鈦塗層；經碱液處理再將磷酸鈣鈦轉化為氫氧基磷酸鈣，使人工牙植體及骨釘植體表面，具有大小不一多孔狀結構之二氧化鈦和氫氧基磷酸鈣塗層披覆，故可以加速類成骨細胞及骨整合之速度，進而縮短人工植牙及固定骨釘之治療時程。

目前牙科治療領域對於牙齒缺損的治療，除了以傳統的固定接橋及活動假牙進行治療外，牙植體(Dental Implant)已逐漸普及成為牙科治療的主流選項之一。

西元1969年，Branemark發表了有關鈦合金人工牙根研究成果，開啟了鈦合金牙植體的熱門研究。1972年Predecki等人實驗觀察到，一個不規則的牙植體表面，可促使骨骼生長較快並具有好的機械嵌合附著力。1976年Schroeder等人首度在組織切片觀察到骨頭和植體直接接觸的情形。1992年Bower等人亦進行了組織學的研究，證實了這些骨頭和植體接觸下的結果，故學者稱此種現象為骨整合(Osseointegration)。

牙植體植入後，如何快速有效形成骨整合之最佳表面孔徑及 粗糙度，以獲得較佳之初期癒合與癒後長期的穩固度，至今仍未有明確的結論，因此尋求牙植體各種表面改質的方法與製程參數，是近年來熱門的研究題目。目前已商業化的牙植體表面改質，有Straumann公司的SLA(Sandblasted Large-grit Acid-etching)噴砂酸蝕方法、Nobel Biocare公司的TiUniteu陽極表面氧化方法，ACE公司的RBM(Resorbable Blast Material)氫氧基磷灰石電漿噴塗方法，為當前主流的表面處理方式。上述這些表面處理的方式：一種是增加植體表面積並改變微觀紋理或粗化(噴砂酸蝕)，另一種是在植體的表面添加塗層粗化表面(陽極、電漿噴塗)，其目的是為了要使牙植體介面骨整合具有較佳的接合力。

故為了提供更佳的人工醫療器材以供醫療所需，本發明對牙植體開發出新式的表面處理技術，藉以提高牙植體整體之骨整合接合率。

本發明係一種牙植體及骨釘植體表面處理的方法，首先將一牙植體進行脫脂處理，繼續對該牙植體進行噴砂處理，再繼續對該牙植體進行蝕刻處理，再繼續對該牙植體用溼式電漿氧化進行局部或全部的表面處理，使該牙植體表面具有大小不一之多孔狀結構的二氧化鈦和磷酸鈣鈦塗層披覆，最後再用碱液處理將磷酸鈣鈦轉化為氫氧基磷酸鈣。

本發明係使用鈦或鈦合金人工牙植體，經脫脂-噴砂-酸蝕-溼式電漿氧化-碱液處理後，使人工牙植體表面生成具有生物相容性之塗層，微觀下該塗層具有大小不一的多孔狀結構，該塗層的成份為二氧化鈦和氫氧基磷酸鈣。

本發明可加速類成骨細胞及骨整合之速度，進而縮短人工植 牙治療時程。

本發明之二氧化鈦和氫氧基磷酸鈣塗層披覆，可提高骨整合效果，亦可解決一般市售產品氫氧基磷酸鈣塗層，易有生物性降解而影響牙植體穩固性的問題。

本發明之二氧化鈦和氫氧基磷酸鈣塗層塗對鈦合金植體，可解決因生物性降解所造成鋁離子及釩離子析出，而引起的毒性問題。

第1圖 本發明實施方法的流程圖。

第2-1圖 植體未作表面處理。

第2-2圖 植體做二氧化鈦和氫氧基磷酸鈣塗層披覆。

第2-3圖 植體做局部二氧化鈦和氫氧基磷酸鈣塗層披覆。

本發明係一種牙植體表面處理的方法，實施方式如第1圖之流程圖所示，包括以下步驟：

首先如第1圖之步驟01所示，提供一牙植體，該牙植體以鈦或是鈦合金之材料所構成。

接著如第1圖之步驟02所示，對該植牙體進行脫脂處理，使用中性脫脂劑加上超音波機的配合，將牙植體表面的油漬及污物去除。

繼續如第1圖之步驟03所示，對該牙植體進行噴砂處理，使用250微米(μm)直徑氧化鋁顆粒，藉由噴砂機產生的動力以高速飛出打到牙植體表面上產生出粗糙的咬花面。

繼續如第1圖之步驟04所示，對該牙植體進行酸蝕處理，酸 處理可去除鈦金屬材料表面氧化層及汙染物，以獲得乾淨與均勻的表面。使用的強酸液有50%氫氟酸(HF)、30%氫氯酸(HCl)、98%硫酸(H₂SO₄)、68%硝酸(HNO₃)等，酸蝕液由上述酸中選出混和使用。

繼續如第1圖之步驟05所示，對該牙植體使用溼式電漿氧化進行局部或全部的表面處理，在電解溶液介質下以電漿(Plasma)放電激化的方式，施於牙植體上產生電漿放電並於高溫下發生氧化燒結，直接在牙植體表面生成具有生物活性之多孔狀結構的二氧化鈦和磷酸鈣鈦塗層，該塗層的厚度約為3微米至30微米(μm)，施用電壓250V~450V，電流密度2A/dm²~20A/dm²。

最後如第1圖之步驟06所示，對該牙植體進行碱液處理，已生成多孔狀結構的二氧化鈦和磷酸鈣鈦塗層之牙植體，置於碱液中浸滯可將牙植體塗層中的磷酸鈣鈦轉化為氫氧基磷酸鈣。使用的強碱物為氫氧化鈉(NaOH)。由於氫氧基磷酸鈣的成分極接近人體骨骼成分磷酸鈣鹽，故一般常用於替代人體硬組織結構，如髖骨或是牙齒等結構。

第2-1圖所示為所提供之牙植體及骨釘植體示意圖，牙植體及骨釘植體表面平滑完整，無任何加工痕跡。

第2-2圖所示由本發明對牙植體及骨釘植體進行處理後所形成之結構圖，牙植體及骨釘植體之表面具有二氧化鈦和氫氧基磷酸鈣塗層，且牙植體及骨釘植體表面上產生許多孔洞狀的二氧化鈦和氫氧基磷酸鈣塗層。

故本發明可使人工牙植體做局部或全部的塗層披覆(第2-3圖)，在表面產生大小不一多孔狀結構之二氧化鈦和氫氧基磷酸鈣塗層披覆。故 可加快類成骨細胞與自然骨之介面進行相互接合的速度，具有較易整合的效果，進而縮短人工植牙之治療時程。此外該人工牙植體表面所形成多孔狀之二氧化鈦和氫氧基磷酸鈣塗層披覆，亦可解決原氫氧基磷酸鈣塗層因易產生生物性降解，所造成牙植體穩定性不佳，而使骨整合效果較差的問題。

Claims (9)

1. 一種牙植體及骨釘植體表面處理的方法，至少包含第一圖所示的所有步驟：(a)步驟01提供牙植體(b)步驟02進行脫脂處理(c)步驟03進行噴砂處理(d)步驟04進行酸蝕處理(e)步驟05進行溼式電漿氧化處理(f)步驟06進行碱液處理牙植體及骨釘植體經由上述步驟處理，使該植體表面可產生大小不一多孔狀結構之二氧化鈦和氫氧基磷酸鈣塗層披覆。
2. 如申請專利範圍第1項所述之牙植體及骨釘植體表面處理的方法，其中該牙植體及骨釘植體所用的材質為鈦及鈦合金材料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之牙植體及骨釘植體表面處理的方法，其中該牙植體及骨釘植體所用的脫脂方法為中性脫脂劑加上超音波機的配合。
4. 如申請專利範圍第1項所述之牙植體及骨釘植體表面處理的方法，其中該牙植體及骨釘植體的噴砂處理，所用噴砂材料為直徑250微米(μm)氧化鋁顆粒。
5. 如申請專利範圍第1項所述之牙植體及骨釘植體表面處理的方法，其中該牙植體及骨釘植體的酸蝕處理，所用的酸蝕液由氫氟酸(HF)、氫氯酸(HCl)、硫酸(H₂SO₄)、硝酸(HNO₃)群組中 選出。
6. 如申請專利範圍第1項所述之牙植體及骨釘植體表面處理的方法，其中該牙植體及骨釘植體在溼式電漿氧化處理下：(1)植體表面會生成大小不一多孔狀結構之二氧化鈦和磷酸鈣鈦塗層。(2)該塗層的厚度約為3微米至30微米(μm)。(3)施用電壓250V~450V。(4)電流密度2A/dm²~20A/dm²。(5)植體可做局部或全部塗層披覆。
7. 如申請專利範圍第6項所述之牙植體及骨釘植體表面處理的方法，其中該方法為溼式電漿氧化處理法。
8. 如申請專利範圍第1項所述之牙植體及骨釘植體表面處理的方法，其中該牙植體及骨釘植體的碱液處理，所用的碱液為氫氧化鈉(NaOH)。
9. 如申請專利範圍第8項所述之牙植體及骨釘植體表面處理的方法，其中該方法為碱液處理法。