TWI592143B

TWI592143B - Methods of forming growth factor on metal implant surface and metal implant

Info

Publication number: TWI592143B
Application number: TW101150782A
Authority: TW
Inventors: Jun-Jie Zeng; Yu-Fen Guo; zi-xuan Guo
Original assignee: Metal Ind Res And Dev Centre
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2017-07-21
Also published as: TW201424698A

Description

金屬植體表面形成生長因子之方法及金屬植體

本發明係關於一種金屬植體表面處理方法，特別係關於一種金屬植體表面形成生長因子之方法及金屬植體。

在人工植牙手術中，金屬植體是最常見的牙根替代物，因此，其必須具備生物相容性，方能與骨細胞相結合而牢牢地固定在顎骨上，且為了增快骨癒合速率以減少病人疼痛的時間，習知技術皆會在金屬植體上塗佈生長因子，以增加金屬植體之生物活性。

習知生長因子形成於金屬植體表面的方法大都以濃度擴散或冷凍乾燥為主，而上述方法必需在金屬植體表面形成足夠的孔洞或粗糙度，方能使生長因子吸附於金屬植體表面。然而，上述方法僅能讓生長因子吸附於金屬植體表面，並無法使生長因子穩固地結合於金屬植體表面，因此，在金屬植體旋轉植入人體的過程中，生長因子容易從金屬植體表面脫落，以致無法達到增進骨癒合效果。

因此，有必要提供一創新且具進步性之金屬植體表面形成生長因子之方法及金屬植體，以解決上述問題。

本發明提供一種金屬植體表面形成生長因子之方法，包括以下步驟：(a)提供一金屬植體，該金屬植體具有一表面；(b)對該金屬植體之表面進行一脫脂及去雜質步驟；(c)進行一表面處理步驟，該表面處理步驟為將該金屬植體浸入一含有生物交聯劑之溶液中；以及(d)進行一生長因子接枝步驟，以使生長因子接枝於該金屬植體之表面。

本發明另提供一種金屬植體，包括：一表面；一生物交聯劑，形成於該表面；以及一生長因子，藉由該生物交聯劑而以鍵結方式接枝於該表面。

本發明係利用生物交聯劑之接枝作用，使生長因子得以穩固地鍵結於金屬植體之表面，如此，可防止生長因子在金屬植體旋轉植入人體的過程中脫落，並可吸引細胞基質中的黏著蛋白趨近及引導骨細胞貼附，進而達到加速骨癒合的效果。

為了能夠更清楚瞭解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明所述目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。

圖1顯示本發明金屬植體表面形成生長因子之方法流程圖。圖2A顯示本發明之方法中之一金屬植體之示意圖。配合參閱圖1之步驟(a)及圖2A，提供一金屬植體10，該金屬植體10具有一表面10a。在本實施例中，該金屬植體10選自如下的一種：人工牙根、骨釘及椎間融合器。較佳地，該金屬植體10的材質係為鈦或鈦合金。

配合參閱圖1之步驟(b)及圖2A，對該金屬植體10之表面10a進行一脫脂及去雜質步驟，以清除該金屬植體10之表面10a殘留之加工油及雜質。在本實施例中，該脫脂及去雜質步驟選自如下的一種：以超純水震洗、以丙酮震洗、以去離子水震洗及以酒精震洗。較佳地，震洗時間為5分鐘。

圖2B顯示依據本發明之方法進行一表面處理步驟之示意圖。配合參閱圖1之步驟(c)及圖2B，進行一表面處理步驟，該表面處理步驟為將該金屬植體10浸入一含有生物交聯劑之溶液中。該表面處理步驟主要是讓該生物交聯劑Y形成於該表面10a。

步驟(c)係為交聯化表面處理步驟，其中該生物交聯劑為綠梔子素(Genipin)，且較佳地，綠梔子素(Genipin)濃度為0.5至2%。

在本實施例中，步驟(c)係將該金屬植體浸入含有綠梔子素(Genipin)之水溶液中，浸泡時間為24小時。在完成步驟(c)之後，另進行一清洗步驟，其係利用一磷酸鹽緩衝鹽水(PBS)溶液清洗該金屬植體，即完成該金屬植體之交聯化表面處理。

圖2C顯示依據本發明之方法進行一生長因子接枝步驟之示意圖。配合參閱圖1之步驟(d)及圖2C，進行一生長因子接枝步驟，以使生長因子20接枝於該金屬植體10之表面10a。在本實施例中，該生長因子接枝步驟選自如下的一種：(d1)將該金屬植體浸入一含有生長因子之水溶液中及(d2)將含有生長因子之液(膠)體塗佈於該金屬植體之表面。較佳地，該生長因子選自如下的一種：骨成形蛋白- 2(Bone Morphogenetic Protein-2,BMP-2)，較佳含量為0.5至9奈克(ng)；及膠原蛋白(Collagen)，較佳含量為1至10奈克(ng)。本發明主要是藉由該生物交聯劑Y而使生長因子20以鍵結方式接枝於該表面10a。

此外，為使生長因子能完全接枝於該金屬植體之表面，在本實施例中，接枝反應溫度必須為20至50℃，而接枝反應時間必須為2至24小時。

圖3顯示發明例1及比較例1之金屬植體表面接枝骨成形蛋白-2(BMP-2)後之電子顯微鏡觀察影像。如圖3所示，發明例1(經表面處理)之金屬植體表面在接枝骨成形蛋白-2(BMP-2)1小時後，可以清楚看到細胞偽足已伸展開，而比較例1(未經表面處理)則未見偽足伸展。在後續1天及2天的觀察中，相較於比較例1，發明例1之細胞較平貼於金屬植體表面，且細胞型態較接近星狀。

圖4顯示發明例2及比較例2之金屬植體表面接枝骨成形蛋白-2(BMP-2)後之電子顯微鏡觀察影像。如圖4所示，發明例2(經表面處理)之金屬植體表面在接枝骨成形蛋白-2(BMP-2)1小時後，其細胞偽足已伸入孔洞內，而比較例2(未經表面處理)之偽足才剛伸展而已。在後續1天及2天的觀察中，相較於比較例2，發明例2之細胞都崁入金屬植體表面的孔洞內，且細胞型態也較接近星狀。

圖5顯示發明例3及比較例3之金屬植體表面接枝膠原蛋白(Collagen)後之電子顯微鏡觀察影像。如圖5所示，發明例3(經表面處理)之金屬植體表面在接枝膠原蛋白 (Collagen)1小時後，可以清楚看到細胞已完全貼附於金屬植體表面，且細胞偽足也已完全伸展開，而比較例3僅有些許細胞偽足伸展。在後續1天及2天的觀察中，相較於比較例3，發明例3之細胞都較為平貼於金屬植體表面。

本發明係利用生物交聯劑之接枝作用，使生長因子得以穩固地鍵結於該金屬植體之表面，如此，可防止生長因子在該金屬植體旋轉植入人體的過程中脫落，並可吸引細胞基質中的黏著蛋白趨近及引導骨細胞貼附，進而達到加速骨癒合的效果。

上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，並非限制本發明，因此習於此技術之人士對上述實施例進行修改及變化仍不脫本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

10‧‧‧金屬植體

10a‧‧‧表面

20‧‧‧生長因子

Y‧‧‧生物交聯劑

圖1顯示本發明金屬植體表面形成生長因子之方法流程圖；圖2A顯示本發明之方法中之一金屬植體之示意圖；圖2B顯示依據本發明之方法進行一表面處理步驟之示意圖；圖2C顯示依據本發明之方法進行一生長因子接枝步驟之示意圖；圖3顯示發明例1及比較例1之金屬植體表面接枝骨成形蛋白-2(BMP-2)後之電子顯微鏡觀察影像；圖4顯示發明例2及比較例2之金屬植體表面接枝骨成形蛋白-2(BMP-2)後之電子顯微鏡觀察影像；及圖5顯示發明例3及比較例3之金屬植體表面接枝膠原蛋白(Collagen)後之電子顯微鏡觀察影像。

Claims

一種金屬植體表面形成生長因子之方法，包括以下步驟：(a)提供一金屬植體，該金屬植體具有一表面；(b)對該金屬植體之表面進行一脫脂及去雜質步驟；(c)進行一表面處理步驟，該表面處理步驟為將該金屬植體浸入一含有生物交聯劑之溶液中；以及(d)進行一生長因子接枝步驟，以使生長因子接枝於該金屬植體之表面。
如請求項1所述之金屬植體表面形成生長因子之方法，其中步驟(c)之該生物交聯劑為綠梔子素(Genipin)，該綠梔子素(Genipin)濃度為0.5至2%。
如請求項1所述之金屬植體表面形成生長因子之方法，其中在步驟(c)之後，另包括進行一清洗步驟，其係利用一磷酸鹽緩衝鹽水溶液清洗該金屬植體。
如請求項1所述之金屬植體表面形成生長因子之方法，其中步驟(d)之該生長因子接枝步驟選自如下的一種：(d1)將該金屬植體浸入一含有生長因子之水溶液中及(d2)將含有生長因子之液(膠)體塗佈於該金屬植體之表面。
如請求項1所述之金屬植體表面形成生長因子之方法，其中步驟(d)之該生長因子選自如下的一種：骨成形蛋白-2(Bone Morphogenetic Protein-2,BMP-2)及膠原蛋白(Collagen)。
一種金屬植體，包括：一表面；一生物交聯劑，形成於該表面；以及一生長因子，藉由該生物交聯劑而以鍵結方式接枝於該表面。
如請求項6所述之金屬植體，其中該生長因子選自如下的一種：骨成形蛋白-2(Bone Morphogenetic Protein-2,BMP-2)及膠原蛋白(Collagen)。