專利名稱：用于插入到骨組織的鈦基金屬植入物的表面的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于插入到骨組織的金屬植入物領域。特別是，本發(fā)明涉及制備金屬 植入物表面的方法，該表面具有良好的粗糙度并具有優(yōu)化的化學組成和厚度，從而具有良 好的細胞反應，并因此使植入物與骨接合的更好。本發(fā)明還涉及具有上述性質的金屬植入物。
背景技術：
眾所周知，在本領域的現(xiàn)有技術中使用某些金屬或金屬合金如鈦、鋯、鉿、鉭、鈮或 這些金屬合金與骨組織形成相對牢固的連接。特別是，大約從1950年以來，人們就已經(jīng)知 道鈦及其合金的金屬植入物與骨組織具有良好的接合性能。這種接合被Branemark等人 禾爾為(Branemark et al. ,"Osseointegrated implants in the treatment ofthe edentulous jaw. Experience from a 10-year period",Scand. J. Plast. Reconstr. Surg., II， suppl 16(1977))。雖然這種金屬與骨組織之間的接合是相對牢固的，但人們仍希望改進這種接合。 本領域現(xiàn)有技術中已經(jīng)開發(fā)了許多方法來處理這類金屬植入物以在其上獲得合適的表面 從而改進它們的骨整合。所述術語“表面”應當理解為指的是植入物的表層或其最外側區(qū) 域，它主要由相應的金屬氧化物組成，其物理性質與制成所述植入物的主體材料明顯不同。這些方法中的一些方法目標在于改變所述表層的形態(tài)，增加其粗糙度以提供更大 的接觸面積，并因此使所述植入物和所述骨組織之間的結合面積增大，從而具有更高的機 械保持力和強度，也就是說使植入物的骨整合更好。過去幾年中，人們研究了提高表面粗糙度的方法背后的原因，證明了通過 微米級表面粗糙度可以提高植入物在中短期的骨整合(Buser et al. InfIuence of surfacecharacteristics on bone integration of titanium implants. A histomorphometric study inminiature pigs，，，J Biom Mater Res，(1991)，25 :889_902 ; Wennerberg et al. ，“Torque andhistomorphometric evaluation of c.p.titanium screws blasted with 25-and 75-um-sizedparticles of A1203，，，J Biom Mater Res， (1996) ；30 :251_260 ；Buser et al.，“Removal torquevalue of titanium implants in the maXilla of miniature pigs，，，J Oral MaXillofac Implants (1998) 13 611-619 ；and Lazzara et al. ，"Bone response to dual acid-etched and machinedtitanium implant surfaces", Bone Engineering, chap. 34(2000) J. E. Davies eds.)。另外，其他一些研究證明植入物表層具有微米級的粗糙度能夠提高造骨細胞的 細胞表達，從而使細胞分化更好和使造骨細胞表達的更好。其結果就是提高了骨整合和 更好的骨結構(Buser et al. 1991，supra ；Cochran et al.，“Attachment and growth of periodontalcells on smooth and rough titanium，，，Int. J Oral MaXillofac Implants(1994)9 :289_297 ；Martin et al.，"Effect of titanium surface roughness on proliferation,differentiation,andprotein synthesis of human osteoblast-likecells (MG63)J Biom Mat Res(1995) 29 389-401 ；Lazzara et al. 2000, supra ；and Orsini et al. ,"Surface analysis of machined vs sandblasted andacid-etched titanium implants”，J.Oral MaXillofac Implants(2000) 15 :779_784)。還有，一些基于研究的制造商，如諾貝爾生物護理公司(Nobel Biocare)，開發(fā)了 表面處理方法以提高鈦氧化層的厚度和結晶度，因為一些研究顯示，結晶度和植入物的良 好骨整合之間存在一定的關系(Sul et al. ,"OXidized implants and their influence on thebone response", J Mater Sci :Mater in Medicine(2002) ；12 :1025—1031)。在本領域的現(xiàn)有技術中用于提高植入物 表面粗糙度的方法有很多。其中，包被整 個表面，用粒子沖擊表面和用化學侵蝕表面的方法比較突出。包被金屬植入物表面的常用方法包括采用各種已知的技術如等離子噴涂或等離 子噴霧的方法包被金屬，通常為鈦或陶瓷層以及羥磷灰石(Palka，V. et al. ,"The effect ofbiological environment on the surface of titanium and plasma-sprayed layer ofhydroXylapatite".Journal of Materials Science !Materials in Medicine(1998)9, 369-373)。沖擊表面的方案中，采用各種材料和大小的顆粒，將它們噴射到植入物的表面 以改變植入物表面的形態(tài)。通常采用金剛砂(礬土)顆粒(Buseret al. 1991, supra ； Wennerberget al. 1996 ；supra)或鈦氧化物顆粒(Gotfredsen, K. et al. , "Anchorage of Ti02_blasted, HA—coated, and machined implants :an experimental study with rabbits，，·，J Biomed MaterRes (1995) 29，1223-1231)。另一方面，可以用不同的無機酸如氫氟酸、鹽酸、硫酸等對所述表面進行化學侵 蝕。例如，植入物創(chuàng)新公司(Implant Innovations Inc)的美國系列專利(US 5, 603, 338 ； US5, 876, 453 ；US 5,863, 201and US 6,652, 765)介紹了兩步法酸處理，使用該方法獲得了 商業(yè)Osseotite 表面。第一步，使用氫氟酸水溶液去除金屬表面上的自然氧化物層，第二步， 用鹽酸和硫酸的混合物獲得具有微米級粗糙度的表面。在仍然來自植入物創(chuàng)新公司的歐洲 專利申請EP 1477 141中，介紹了這種方法的變種，其中，氫氟酸和鹽酸的混合物用于第二 步處理基于鈦和Ti6A14V合金的植入物表面。沖擊植入物表面后再用化學侵蝕的兩個技術的組合應用也被描述了。在這些方 法中，例如 Buser (Buser et al. 1991，Buser at al. 1998，supra)報道了用fL土中等顆粒 沖擊，再用氫氟酸和硝酸蝕刻，以及用粗糙礬土沖擊，再用鹽酸和硫酸的混合物進行化學侵 蝕。相似的，Cochran (Cochran et al. 1994, supra)用精細或粗金剛砂顆粒沖擊后，用鹽酸 和硫酸進行化學侵蝕來處理鈦表面。類似的，Choi Seok等(KR 2003007840)報道了用磷酸 鈣顆粒沖擊，然后用鹽酸和硫酸的混合物進行處理的方法。同樣的，Astra Tech的國際專 利WO 2004/008983，報道了一種處理植入物表面的方法，即用精細和粗鈦氧化物顆粒聯(lián)合
SMSI^bSO iSW Franchi (Franchi φ, (2004)"Early detachment oftitanium particles from various different surfaces of endosseous dental implants，，， Biomaterials 25,2239-2246)禾口 Guizzardi(Guizzardi et al. , (2004) "Different titanium surfacetreatment influences human mandibular osteoblast response", J Periodontol 75，273-282)報道了用精細和粗氧化鋯顆粒沖擊，再用未指明的酸處理的方 法。
M T ^b , Browne (Browne 等,(1996), "Characterization of titanium alloy impIantsurfaces with improved dissolution resistance”， Journal of Materials Science Materials inMedicine 7，323—329)禾口 Lee (Lee 等，(1998)， “Surface characteristics of Ti6A14V alloy :effectof materials，passivation and autoclaving”，Journal of Materials Science :Materials inMedicine 9，439—448) 艮道 了用400°C熱空氣對先前未經(jīng)過處理的鈦合金處理45min獲得對溶解有更好抵抗力和具有 更厚的氧化層的表面，盡管該表層厚度只有4nm。因此通過這些方法，獲得了具有微米級粗糙度的表面，但表面的鈦氧化層厚度大 大降低，其缺點是沒有非常穩(wěn)定鈦氧化層和不能降低釋放到介質中的金屬離子。
因此，本領域的現(xiàn)有技術仍需要處理金屬植入物表層的替代方法，以提供具有微 米級粗糙度的表面，并具有改進的化學組成和厚度，以優(yōu)化骨整合過程。本作者的西班牙專利申請200701518報道了一種獲得鈦基金屬植入物表面的方 法，該植入物實質上不含雜質，具有與傳統(tǒng)表面相比大約3倍的厚度，且具有微米級的粗糙 度和形態(tài)(圖Ia和2a)，優(yōu)化了骨整合和骨錨定過程。所述方法包括在壓力作用下，將鋯氧化物顆粒噴砂到植入物的外部區(qū)域，然后用 特定組合的酸進行化學處理，以及最后的熱處理。所使用的硫酸和氫氟酸的混合物，以及這 三種處理的組合，和最后熱處理的條件至今未見報道。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在上述方法的噴砂過程中，顆粒類型的替換結合顆粒大小的改變以 及噴射時所用的壓力，使其獲得了具有微米級形態(tài)的另一種金屬植入物表面，該形態(tài)不同 于以往，但適于優(yōu)化骨整合和骨錨定過程。因此，本發(fā)明的方法使得獲得了另一種鈦基金屬植入物的表面，該表面具有更優(yōu) 的性質如化學組成，厚度和微米級粗糙度及形態(tài)，這它們都能獲得更好的骨整合和細胞反 應性質。

發(fā)明內容
發(fā)明目的因此，本發(fā)明的目的是提供一種制備用于插入骨組織的鈦基金屬植入物表面的方法。本發(fā)明另一個目的是提供一種用所述方法制備的表面。最后，本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有上述表面的金屬植入物。


圖Ia表示用本發(fā)明人前述方法獲得的表面的顯微圖(150X)。圖Ib表示用本發(fā)明的方法獲得的表面的顯微圖(150X)。圖2a顯示了由本發(fā)明人前述方法獲得的表面用共聚焦顯微鏡獲得的三維粗糙度。圖2b顯示了由本發(fā)明的方法獲得的表面用共聚焦顯微鏡獲得的三維粗糙度。圖3顯示了由本發(fā)明方法獲得的植入物表面的外線區(qū)域部分的重構和所述表面 的相應粗糙度的檢測。
圖4顯示了由本發(fā)明方法獲得的表面的能量色散X射線光譜(EDS)。圖5顯示了相對于其它的傳統(tǒng)表面來說，由本發(fā)明方法獲得的表面在12，24，72小 時的細胞活性，用作指示細胞毒性。圖6顯示了相對于其他的傳統(tǒng)表面來說，將成骨細胞接種到由本發(fā)明方法獲得的 表面(03/136/14)上培養(yǎng)6天后堿性磷酸酶的活性，用作指示成骨細胞產(chǎn)生的骨基質。發(fā)明詳述本發(fā)明提供了一種制備用于插入骨組織的鈦基金屬植入物表面的方法，下稱為 “本發(fā)明的方法”，所述方法包括如下步驟1)在一定的壓力下，將氧化鋁顆粒噴射在植入物的外部區(qū)域上；2)用含有硫酸和氫氟酸的酸混合物對噴砂過的植入物外部區(qū)域進行化學處理；和
3)對噴砂過的和化學處理過的植入物外部區(qū)域在200_450°C加熱15-120分鐘進
行熱處理。如上所述，鈦基植入物的表面是主要由氧化鈦組成的表層或最外部區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明方法獲得的表面，具有8-50nm的厚度，優(yōu)選10-30nm厚，更優(yōu)選的是 15nm厚。正如前面所指出的，所述厚度幾乎是傳統(tǒng)表面厚度的3倍，極大提高了植入物的骨 整合，并明顯地減少了雜質。同樣，由本發(fā)明方法獲得的表面含有大約98%重量百分比的幾乎理想配比的氧化 鈦組成(通過XPS或光電子發(fā)射光譜測量的百分比，1分鐘的濺蝕后或用加速的離子轟擊， 以去除所獲得的表面的最外側區(qū)域中存在的污染物，這是所述的分析方法所固有的，并獲 得其真實的組分)。本發(fā)明方法獲得的表面還具有優(yōu)良的微米級的表面粗糙度，因此具有很好的骨整 合和細胞反應性質。實際上，表面處理后的形態(tài)與骨小梁的表面形態(tài)非常相似，適于骨修復 的起始。同樣，其多孔性和粗糙度特征可以使殘余應力均勻化，有助于起始蛋白的粘附和固 定，還有助于細胞粘附，增殖和成熟，以及細胞外部基質的穩(wěn)定。待被處理的金屬植入物是鈦或鈦合金植入物。鈦可以為商用純鈦；同樣，鈦合金可 以是任何適宜的鈦合金，例如鈦、鋁和釩的合金Ti6A14V。所述鈦基金屬植入物是適于插 入骨組織的，因此該植入物可以是牙科植入物，矯形植入物等，取決于該植入物要植入的骨 組織。在本發(fā)明的所述方法的一個具體實施例中，在植入物外表面噴射氧化鋁顆粒的步 驟a是在1-6個大氣壓下進行的。在一個優(yōu)選實施例中，氧化鋁顆粒的噴射是在3個大氣 壓下進行的。在本發(fā)明方法的另一個具體實施例中，步驟(a)中所用的氧化鋁顆粒大小為 10-100 μ m。在另一個優(yōu)選的實施例中，所述氧化鋁顆粒的具體大小為25 μ m。由于氧化鋁顆粒是非常好的生物相容性材料，因此在用氧化鋁顆粒進行噴砂時， 在所述步驟結束時會留下這類氧化鋁顆粒，由此所出現(xiàn)的生物適應性的問題就可以避免。 而且，具有所述大小的這類材料的顆粒具有很多的尖銳凸起和邊，這樣在噴砂壓力的共同 作用下，導致沖擊點具有明顯的凹形，這樣適于良好的細胞反應。任何適宜的裝置，如仁福牌(Renfert)初級卡特羅(Basic Quattro)型噴砂設備，可以用于進行噴砂或使機械應力均勻化。將所述裝置與壓縮空氣回路連接，就可以將裝填 到機器內的氧化鋁砂進行噴射。噴砂一結束，可以用任何本領域適宜的方法清洗表面，如用 壓縮空氣和超聲清洗處理。在本發(fā)明方法的一個具體實施例中，步驟(b)所用的酸混合物包含15-50% (ν/ν) 的硫酸和0.01-1% (ν/ν)的氫氟酸。在另一個優(yōu)選實施例中，所用的酸混合物包含28. 8% (ν/ν)的硫酸和0.024%的氫氟酸(ν/ν)。這種特定酸的組合產(chǎn)生了特定的粗糙度和形態(tài)，這與幾乎沒有雜質的表面化學組 合物結合產(chǎn)生了最佳的細胞反應。
在本發(fā)明方法的另一具體實施例中，步驟(b)的化學處理是在50-110°C的溫度下 處理4-60分鐘。在一個優(yōu)選實施例中，所述化學處理是在75°C的溫度下處理12分鐘用標準實驗室設備在通風櫥(Cruma牌9001-GH通風櫥)中進行蝕刻，以阻止酸蒸 汽。化學處理后，將植入物從酸浴中取出，洗去殘留的酸，然后用超聲清洗，并干燥。至于干 燥，可以用適宜的傳統(tǒng)干燥裝置，如Renfert牌干燥爐。在本發(fā)明方法的另一具體實施例中，熱處理步驟(c)是在285°C的溫度下處理 60mino在指定的溫度下進行一定時間的熱處理，使得表面的氧化鈦層進行了重構，增加 了晶體度，并減少了雜質，從而提高了細胞反應性。而且，所述熱處理增加了表面氧化鈦層 的厚度。在正常條件之下，曝露在空氣中的鈦發(fā)生了氧化并形成了大約5納米厚的氧化鈦 層。這個氧化層保護剩余的鈦不被氧化。因此，它對于獲得具有更大厚度的氧化鈦層是有 用的，但是該厚度并不會太厚，以使得當所述植入物在插入過程中與骨頭摩擦時，所述層的 易碎性會產(chǎn)生微顆粒。從這個意義上講，由本發(fā)明的方法獲得的8-50nm的厚度范圍是可接 受的。因此，為獲得上述提到的厚度，必須在足夠的溫度進行熱處理，以加速空氣中的氧 在植入物材料中的擴散，但又不能太高，引起鈦的氧化，這會引起視覺可見的顏色變化。因 此，選擇的工作溫度是200-450°C之間。最后，需要控制的第二個參數(shù)是處理時間。太短的時間不能讓氧有效擴散；太長的 時間會引起表層厚度過量的增加，不能工業(yè)化。根據(jù)處理的溫度，在這兩個極端之間的合理 的范圍是15分鐘到24小時。因此，所選的工作時間在15分鐘到120分鐘之間變化。可以用傳統(tǒng)的裝置進行熱處理，例如用低溫Memmert UM-100型爐。本發(fā)明的另一個方面，提供了 一種用前述方法獲得的表面。如前所述，所述表面包 括實質上純的氧化鈦層，并具有8-50nm的厚度，優(yōu)選10-30nm厚，最好是15nm厚。本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于插入骨組織的鈦基金屬植入物，該金屬植入 物具有上述方法制備的表面。在一個具體的實施例中，所述的金屬植入物是鈦或鈦合金植 入物。在一個具體的實施例中，所述的金屬植入物是牙科植入物。通過下述實施例進一步闡明本發(fā)明，但不能認為是限制本發(fā)明。實施例1制備具有由本發(fā)明方法所獲得的表面的鈦牙科植入物以2cm到3cm之間的間距垂直于正被處理的表面上布置排氣孔，用25 μ m氧化鋁 顆粒在3個大氣壓下對用商業(yè)純鈦制造的具有螺紋的圓錐-圓柱形Defcon TSA骨內植入物進行噴砂。噴砂后，用壓縮空氣進行清洗，然后浸在在純水中超聲清洗lOmin。然后再用 壓縮空氣干燥。然后，按下述組成配制水溶液28. 8%體積百分比的硫酸和0.024%體積百分比 的氫氟酸。將裝有所述試劑的燒杯放在溫度為75° +/_2°C的熱浴中。一旦所述試劑達到 設定的溫度，通過將先前噴砂過的植入物浸入到所述試劑溶液中12分鐘(+/-15秒)進行 化學處理。一旦所述的處理結束后，從酸浴中移出所述植入物，隨后在兩個連續(xù)的純水池中 震蕩清洗15秒。然后，將其浸沒在純水中超聲清洗10分鐘并隨后在爐中干燥。然后，上述處理的植入物在低溫Memmert UM-100爐中在285°C (+/_20°C )熱處理 60分鐘。實施例2
實施例1中所獲的表面的性質形態(tài)通過表面顯微圖，以及用共聚焦顯微鏡測定粗糙度，研究了實施例1中所獲的表 面的形態(tài)。表面顯微圖用JEOL JSM 840掃描電鏡獲得的表面顯微圖，掃描束電壓為15KV。圖Ib示出了該表面的顯微圖(150x)，其中可以看到所述表面顯示了十分特有的 表面粗糙度，其粗糙度值Ra (平均粗糙度)大約1 μ m，其特征是由于酸對所述表面的侵蝕作 用使圓的形態(tài)具有尖銳的外邊并出現(xiàn)了分布均勻的深孔。這種粗糙度水平符合不同科技文獻對植入物表面粗糙度和細胞良好錨定關系 的要求(Buser et al. 1991, Cochran et al. 1994, Martin et al. 1995, Wennerberg et al.1996, Wennerberg et al. 1997, Buser et al. 1998, Lazzara et al. 2000, Orsini et al. 2000, supra)。共聚焦顯微鏡測定粗糙度用共聚焦顯微鏡連同Escuela Tecnica大學光學系(Escuela Tecnica Universitaria deTerrassa(Universitat Politecnica de Catalunya))開發(fā)的軟件PLμ 一起進行三維粗糙度的測定。根據(jù)DIN 4768標準，用具有800 μ m的高斯截止濾波器進行 測定。圖2b顯示了由本發(fā)明的技術獲得的表面的三維粗糙度。同樣，圖3示出了根據(jù)所 述表面的橫斷面，在所述植入物外線區(qū)域的重建和相應的粗糙度的測量值。所獲得的粗糙度值得出了平均值Ra (平均粗糙度)為Ι.Ομπι，兩個峰之間的距離 Sm為12 μ m。這些值接近前面段落中提及的參考書目中所述的理想值。表面化學組成用兩種不同的技術能量色散X射線光譜(EDS)分析和X射線光電子能譜(XPS) 分析對所述表面的化學組成進行分析。能量餼散X射線光譜(EDS)分析該技術能夠確定厚度大約1 μ m具有較高的空間分辨率的表面的定量組成。能量 代散X射線光譜(EDS)可以檢測原子量在硼和鈾之間的原子的存在，并對所研究表面的含 量進行定量測定。
E巡測定在巴塞羅那大學科技服務部完成。采用具有EDS Link Inca裝置的萊卡 Electroscan 360掃描電鏡可以檢測原子量等于或大于硼的原子。圖4顯示了所獲得的逝 量色散X射線光譜。用ESS方法進行的分析，只顯示了在處理鈦樣品表面中鈦和氧的存在，以及痕量 的鋁。鋁的存在是由于前述為使應力均一進行處理的結果，它可以使一些氧化鋁顆粒黏附 在表面上。不同的分析顯示這種現(xiàn)象存在于經(jīng)處理的植入物的整個表面。 X射線光電子光譜法(XPS)分析 X射線光電子光譜法分析由巴塞羅那大學科技服務ESCA和TEM分析部進 行。結果(按原子百分比)如表1所示，并與前文所提到的文獻中的幾種牙科植入物 的X射線光電子光譜法分析進行比較(Wieland et al.，“Measurement and evaluation of the chemical composition and topography of titanium implant surfaces，，， Bone Engineering, chap. 14 (2000)J. E. Davies eds ；Massaro et al. , "Comparative investigation of the surface properties ofcommercial titanium dental implants. Part I :chemical composition".J Mat Sci :Mat inMedicine(2002)13 :536_548)。表1.樣品與其它商業(yè)植入物的表面進行XPS分析的結果比較 1-所分析的本發(fā)明的表面沒經(jīng)過濺射(包括檢測所獲表面外部區(qū)域的雜質，這是 分析方法本身固有的)。2-本發(fā)明的表面經(jīng)過1分鐘濺射后。3-經(jīng)機械加工的Brinemark 未處理，只經(jīng)過機械加工(Nobel Biocare)。4-ITI SLA 噴砂 + 酸處理(Straumann)。5-3i Osseotite 酸處理(Biomet 3i)。N. a.未檢測結果比較顯示所分析的本發(fā)明樣品的表面化學組成與市場上的其它植入物完全 相等，甚至具有更低的碳或硅雜質(Wennerberg et al. 1996, supra ；Wieland et al. 2000， supra ；and Sittig et al. , ”Surface characterization of implant materials c. p. Ti, Ti6A17Nb andTi6A14V with different pretreatments，，，J Mater Sci :Mater in Medicine(1999)，10 :35_46)。表面上的一些元素如氮的存在，是由于熱處理過程引入的。在其它方法中常見的 其它雜質如硅或鈉未檢測到。殘留百分比接近100%是由于被檢測的氬(未指出)，它是XPS測量過程中殘留的下來的。實施例3與實施例1所述相似方法獲得的鈦樣品的細胞反應用與實施例1所述相似方法處理的鈦樣品(直徑5mm的商業(yè)純鈦片)進行生物評估研究由063-13研究組(西班牙Santiago de Compostela大學藥物與牙科學院藥物學 系)進行。將人成骨細胞接種于改良Dulbecco培養(yǎng)基中的測定樣品上(8X IO3細胞/片， 三個平行)，該培養(yǎng)基含有10%胎牛血清和的抗生素。由本發(fā)明方法獲得的表面(編 號為03/136-14)的細胞生物活性(表面的細胞毒性指標)和堿性磷酸酶產(chǎn)量(由成骨細 胞產(chǎn)生的細胞骨基質的指標)與以下幾種進行比較機械加工相同鈦片未處理表面(編 號為03/136-07)，噴砂加工相同鈦片的未處理表面(金剛砂拋光5微米紙拋光)(編號為 03/136-18)，與ITI SLA表面相似噴砂且酸處理后的未處理表面(編號為03/136-09)。圖5顯示了 12，24，72小時在所述樣品中的細胞活性檢測結果。圖6依次顯示了 培養(yǎng)所述樣品6天后堿性磷酸酶活性檢測結果。長久以來堿性磷酸酶活性一直被認為與生物鈣化有關。因此這些酶表達的提高被 認為是骨基質礦化必須的，可以為羥基磷灰石結晶的成核和增殖提供豐富的無機磷酸，它 是骨組織的主要成份。從圖5和6可以看到，結果顯示本發(fā)明方法獲得的表面(編號為03/136/14)比機 械加工的表面(編號為03/136/07)，噴砂加工的(金剛砂拋光5微米紙拋光)對照(編號 為03/136/18)具有較好的細胞反應。另一方面，本發(fā)明的表面與噴砂且酸處理的對照表面 (編號為03/136/09)的細胞反應實驗結果相同。
權利要求
一種制備鈦基金屬植入物的表面的方法，所述的鈦基金屬植入物用于插入到骨組織中，其特征在于，所述的方法包含下述步驟(a)在一定壓力下，將氧化鋁顆粒噴射到所述植入物的外部區(qū)域；(b)用含有硫酸和氫氟酸的酸混合物對噴砂過的所述植入物的外部區(qū)域進行化學處理；(c)在200-450℃的溫度下，對噴砂過的和化學處理過的植入物的外部區(qū)域加熱15-120分鐘進行熱處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(a)中所述的將氧化鋁顆粒噴射到所 述植入物的外部區(qū)域是在1-6個大氣壓下進行的。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(a)中所述的將氧化鋁顆粒噴射到所 述植入物的外部區(qū)域是在3個大氣壓下進行。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(a)中所用的氧化鋁顆粒大小為 10-100 μm。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(a)中所用的氧化鋁顆粒大小為 25 μ m0
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(b)中所用的酸混合物含有15-50% (ν/ν)的硫酸和0.01-1% (ν/ν)的氫氟酸。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟(b)中所用的酸混合物含有28.8% (ν/ν)的硫酸和0.024% (ν/ν)的氫氟酸。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(b)中所述的化學處理是在 50-110°C的溫度下進行4-60分鐘。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，步驟(b)中所述的化學處理是在75°C的 溫度下進行12分鐘。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(C)中所述的熱處理是在285°C的 溫度下進行60分鐘。
11.根據(jù)權利要求1-10中任一項權利要求所述的方法制備的表面。
12.用于插入到骨組織中的鈦基金屬植入物，其特征在于，所述的金屬植入物具有權利 要求11所述的表面。
13.根據(jù)權利要求12所述的金屬植入物，其特征在于，所述的金屬植入物為鈦或鈦合 金植入物。
14.根據(jù)權利要求13所述的金屬植入物，其特征在于，所述的金屬植入物是牙科植入物。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備用于插入骨組織的鈦基金屬植入物的表面的方法，包含(a)在所述植入物的外部區(qū)域在一定壓力下噴射氧化鋁顆粒；(b)用含有硫酸和氫氟酸的酸混合物對噴砂后的植入物外部區(qū)域進行化學處理；(c)對噴砂和化學處理后的植入物外部區(qū)域在200-450℃的溫度下加熱15-120分鐘進行熱處理。同時，本發(fā)明提供了一個具有上述表面的金屬植入物。所制備的表面具有良好的微米級的表面粗糙度以及合適的形態(tài)，以及幾乎沒有雜質的組成，并且表面的厚度約為傳統(tǒng)表面厚度的3倍，這些特征使所述的表面具有良好的骨整合性。
文檔編號A61L27/06GK101848683SQ200780101381
公開日2010年9月29日 申請日期2007年10月3日 優(yōu)先權日2007年9月10日
發(fā)明者弗朗西斯科·J·加西亞塞班, 米格爾·安吉爾·加西亞塞班, 胡安·卡洛斯·加西亞塞班 申請人:弗朗西斯科·J·加西亞塞班;胡安·卡洛斯·加西亞塞班;米格爾·安吉爾·加西亞塞班