本發(fā)明屬于生物醫(yī)用植入物領(lǐng)域，具體涉及一種具有BMP/PLA緩釋涂層的種植體及其構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
鈦金屬具有良好的生物相容性、力學(xué)性能和機(jī)械加工潛力等優(yōu)點(diǎn)，目前作為牙種植材料在口腔科廣泛應(yīng)用。然而，鈦本身具有生物惰性，被植入機(jī)體后，引發(fā)愈合時(shí)間長(zhǎng)、生物活性低，誘導(dǎo)骨修復(fù)能力差等問(wèn)題。為了提高其生物活性，目前大多采用等離子噴涂、離子濺射、電泳、微波燒結(jié)等技術(shù)改造種植體表面的微觀物理形貌和化學(xué)成分，形成具有較好生物相容性的粗糙多孔表面，并提高了種植體育骨組織的結(jié)合強(qiáng)度，但此類種植體與骨組織之間仍然是物理性結(jié)合，但無(wú)骨誘導(dǎo)性能，與周圍組織的生物相容性低，臨床上口腔種植治療的周期相當(dāng)長(zhǎng)，給患者的生活帶來(lái)諸多不便。近年來(lái)，在改造種植體表面的微觀物理形貌的基礎(chǔ)上，在其表面制備或涂覆生物活性分子涂層或薄膜，達(dá)到促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖和分化來(lái)促使新骨的形成，縮短了治療周期。
骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)為高效骨誘導(dǎo)因子，可在骨修復(fù)早期通過(guò)誘導(dǎo)未分化間充質(zhì)細(xì)胞和骨髓基質(zhì)細(xì)胞不可逆分化為軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞而誘導(dǎo)新骨形成。目前，將BMP作為生物活性分子引入種植體表面的研究很多，但由于BMP吸附的量很有限，在生理?xiàng)l件下短時(shí)間內(nèi)被快速釋放或吸收降解，因此無(wú)法在局部發(fā)揮持續(xù)剌激和誘導(dǎo)成骨的作用，其生物活性難以得到充分發(fā)揮。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有BMP/PLA緩釋復(fù)合涂層的種植體及其構(gòu)建方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種具有BMP/PLA緩釋復(fù)合涂層的種植體，所述種植體的外表面設(shè)置有螺紋，所述種植體兩端分別為頸部和頭部，其特征在于，所述頭部的外表面上設(shè)置有螺旋狀自攻槽，所述螺旋狀自攻槽的螺旋方向與螺紋螺旋方向相同，所述螺旋狀自攻槽的螺紋升角與螺紋的螺紋升角不同；所述種植體外表面具有鈦基底層，所述鈦基底層外表面具有二氧化鈦基層，所述二氧化鈦基層的外表面涂覆有BMP/PLA復(fù)合涂層。
在上述技術(shù)方案中，所述的種植體的BMP/PLA緩釋復(fù)合涂層的制備方法包括以下步驟：
(1)將鈦金屬種植體表面用200、300、600和2000目砂紙逐級(jí)打磨，清洗，在60℃烘干；
(2)用75μmTiO2顆粒，通過(guò)噴嘴對(duì)種植體表面進(jìn)行噴砂處理；
(3)將噴砂處理后的種植體置于氫氟酸與鹽酸組成的混合酸蝕劑中進(jìn)行表面刻蝕處理，取出種植體超聲清洗，室溫自然干燥；
(4)將進(jìn)行表面刻蝕處理、干燥后的種植體置于60℃、5mol/L NaOH溶液孵育24-48h，用水超聲清洗、干燥后，在600℃下處理1-2h；
(5)將高溫處理后的種植體在紫外線下消毒24-48h；
(6)將聚乳酸溶于CH3Cl3，加入蒸餾水制成乳化液，將步驟(5)中紫外線消毒好的種植體，在無(wú)菌條件下浸入聚乳酸乳化液中，置于通風(fēng)處蒸發(fā)水和溶劑，重復(fù)上述操作數(shù)次，得聚乳酸涂層種植體；
(7)聚乳酸涂層種植體浸入1-3mg/mL BMP-2溶液中，在4℃下放置24-48h，真空冷凍干燥。
進(jìn)一步地，在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，在步驟(2)中，所述的噴砂處理?xiàng)l件為：壓縮空氣壓力為0.3-0.4MPa，噴嘴離種植體表面的距離為5-10cm，噴射時(shí)間為2-10s。
進(jìn)一步地，在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，在步驟(3)中，所述的混合酸蝕劑為47％的HF與38％的HCl以體積比1:1混合的混合液。
進(jìn)一步地，在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，在步驟(3)中，所述的表面刻蝕處理溫度為60℃，刻蝕處理時(shí)間為10-20min。
進(jìn)一步地，在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，在步驟(7)中，每隔12小時(shí)換BMP-2溶液一次。
進(jìn)一步地，在本發(fā)明的上述技術(shù)方案中，所述BMP-2溶液的制備步驟為：將BMP-2溶解于pH值為7.0的PBS或溶解于SBF溶液中。
進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述自攻槽由兩個(gè)圓弧面組成，兩個(gè)圓弧面的結(jié)合部位為相切連接；所述自攻槽個(gè)數(shù)為兩個(gè)以上，所述兩個(gè)以上自攻槽均布在頭部的外表面；所述頭部為錐臺(tái)，所述頭部錐臺(tái)的大徑端靠近頸部，所述頭部遠(yuǎn)離頸部的一端為圓弧面；所述頸部為錐臺(tái)，所述頸部錐臺(tái)的大徑端靠近頭部；所述自攻槽的深度自頭部錐臺(tái)的小徑端向頭部錐臺(tái)的大徑端逐漸變淺。
進(jìn)一步地，在上述技術(shù)方案中，所述盲孔與種植體同軸，所述盲孔包括同軸順次連接的圓錐孔、梅花形孔、圓柱孔和螺紋孔，所述圓錐孔靠近盲孔開(kāi)口端，所述圓錐孔為符合莫氏圓錐面的圓錐孔；所述梅花形孔為橫截面為梅花形通孔。
聚乳酸(polylacticacid，PLA)為一種重要聚酯類可生物降解高分子聚合物，其主鏈含有不穩(wěn)定易被水解或酶解的化學(xué)鍵，從而能在生物體內(nèi)水解脫酯，生成乳酸單體，在體內(nèi)乳酸脫氫酶的作用下生成丙酮酸，作為能量代謝物質(zhì)參與三羧酸循環(huán)，終產(chǎn)物為Н2О和СО2，經(jīng)肺、腎、皮膚排泄。聚乳酸具有良好的機(jī)械性能和生物相容性，其三維多孔結(jié)構(gòu)和可生物降解性使其成為BMP等生長(zhǎng)因子的重要緩釋支架材料
本發(fā)明結(jié)合采用多種表面處理技術(shù)，對(duì)種植體的鈦金屬表面進(jìn)行表面處理，有效提高了種植體表面的粗糙度和表面能，增強(qiáng)材料表面的活性，增加了BMP蛋白的載荷量和聚乳酸對(duì)表面的結(jié)合強(qiáng)度，同時(shí)利用聚乳酸的支架性能，構(gòu)建BMP-2/PLA涂層，通過(guò)PLA自身降解調(diào)節(jié)BMP-2的緩慢釋放，促進(jìn)種植體與周圍骨組織的早期骨愈合。BMP-2/PLA涂層表面不斷更新，組織細(xì)胞粘附生長(zhǎng)，促進(jìn)種植體與周圍骨組織的整合，縮短治療周期。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明種植體的主視圖。
具體實(shí)施方式
下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。下述實(shí)施例中，如無(wú)特殊說(shuō)明，所使用的實(shí)驗(yàn)方法均為常規(guī)方法，所用試劑等均可從化學(xué)公司購(gòu)買。
下述實(shí)施例中，所用的人工牙種植體具有以下結(jié)構(gòu)特征：所述人工牙種植體外表面設(shè)置有螺紋，如圖1所示，該種植體外表面設(shè)置有螺紋，種植體兩端分別為頸部6和頭部5，頭部5的外表面上設(shè)置有螺旋狀自攻槽2，螺旋狀自攻槽2的螺旋方向與螺紋的螺旋方向均為右旋，螺旋狀自攻槽2的螺紋升角大于螺紋的螺紋升角。自攻槽2由第一圓弧面3和第二圓弧面4構(gòu)成，第一圓弧面3和第二圓弧面4的結(jié)合部位為相切連接，能夠避免角度開(kāi)槽在拐角處的應(yīng)力集中，提高種植體強(qiáng)度。本實(shí)施例頭部5為錐臺(tái)，頭部錐臺(tái)的錐度錐面與水平面的夾角約為80°，頭部5錐臺(tái)的大徑端靠近頸部6，頭部5遠(yuǎn)離頸部6的一端為圓弧面1；頸部6為錐臺(tái)，頸部6錐臺(tái)的大徑端靠近頭部5。自攻槽2的深度自頭部5錐臺(tái)的小徑端向頭部5錐臺(tái)的大徑端逐漸變淺，自攻槽2的容積和螺紋擠壓后與骨組織體積一致。所述種植體外表面具有鈦基底層，所述鈦基底層外表面具有二氧化鈦基層，所述二氧化鈦基層的外表面涂覆有BMP/PLA復(fù)合涂層。
實(shí)施例1
一種具有BMP/PLA緩釋復(fù)合涂層的種植體，其中所述BMP/PLA緩釋復(fù)合涂層按照如下方法制備得到：
(1)將鈦金屬種植體表面用200、300、600和2000目砂紙逐級(jí)打磨，清洗，在60℃烘干；
(2)用75μmTiO2顆粒，通過(guò)噴嘴對(duì)種植體表面進(jìn)行噴砂處理，所述的噴砂處理?xiàng)l件為：壓縮空氣壓力為0.3-0.4MPa，噴嘴離種植體表面的距離為5cm，噴射時(shí)間為5s；
(3)將噴砂處理后的種植體置于氫氟酸與鹽酸組成的混合酸蝕劑中進(jìn)行表面刻蝕處理，刻蝕處理溫度為60℃，刻蝕處理時(shí)間為10min，取出種植體超聲清洗，室溫自然干燥；
(4)將進(jìn)行表面刻蝕處理、干燥后的種植體置于60℃、5mol/L NaOH溶液孵育24h，用水超聲清洗后，干燥后600℃下處理1h；
(5)將高溫處理后的種植體在紫外線下消毒24h；
(6)將聚乳酸溶于CH3Cl3，加入蒸餾水制成乳化液，將步驟(5)中紫外線消毒好的種植體，在無(wú)菌條件下浸入聚乳酸乳化液中，置于通風(fēng)處蒸發(fā)水和溶劑，重復(fù)上述操作數(shù)次，得聚乳酸涂層種植體；
(7)聚乳酸涂層種植體浸入1mg/mL BMP-2溶液中，在4℃下放置24h，真空冷凍干燥，每隔12小時(shí)換液一次；
其中，在步驟(3)中，所述的混合酸蝕劑為47％的HF與38％的HCl以體積比1:1混合的混合液；在步驟(7)中將BMP-2溶解于pH值為7.0的SBP溶液中，得BMP-2溶液。
復(fù)合涂層的厚度為10.8μm，用ELISA法檢測(cè)復(fù)合涂層體外釋出BMP-2的量，測(cè)定結(jié)果顯示，涂層在PBS溶液中浸泡4周后，釋放出了總重量的75％。
實(shí)施例2
一種具有BMP/PLA緩釋復(fù)合涂層的種植體，其中所述BMP/PLA緩釋復(fù)合涂層按照如下方法制備得到：
(1)將鈦金屬種植體表面用200、300、600和2000目砂紙逐級(jí)打磨，清洗，在60℃烘干；
(2)用75μmTiO2顆粒，通過(guò)噴嘴對(duì)種植體表面進(jìn)行噴砂處理，所述的噴砂處理?xiàng)l件為：壓縮空氣壓力為0.3-0.4MPa，噴嘴離種植體表面的距離為10cm，噴射時(shí)間為10s；
(3)將噴砂處理后的種植體置于氫氟酸與鹽酸組成的混合酸蝕劑中進(jìn)行表面刻蝕處理，刻蝕處理溫度為60℃，刻蝕處理時(shí)間為20min，取出種植體超聲清洗，室溫自然干燥；
(4)將進(jìn)行表面刻蝕處理、干燥后的種植體置于60℃、5mol/L NaOH溶液孵育48h，用水超聲清洗后，干燥后600℃下處理1h；
(5)將高溫處理后的種植體在紫外線下消毒48h；
(6)將聚乳酸溶于CH3Cl3，加入蒸餾水制成乳化液，將步驟(5)中紫外線消毒好的種植體，在無(wú)菌條件下浸入聚乳酸乳化液中，置于通風(fēng)處蒸發(fā)水和溶劑，重復(fù)上述操作數(shù)次，得聚乳酸涂層種植體；
(7)聚乳酸涂層種植體浸入3mg/mL BMP-2溶液中，在4℃下放置48h，真空冷凍干燥，每隔12小時(shí)換液一次；
其中，在步驟(3)中，所述的混合酸蝕劑為47％的HF與38％的HCl以體積比1:1混合的混合液；在步驟(7)中將BMP-2溶解于pH值為7.0的PBS緩沖液中。
復(fù)合涂層的厚度為12.1μm，用ELISA法檢測(cè)復(fù)合涂層體外釋出BMP-2的量，測(cè)定結(jié)果顯示，涂層在PBS溶液中浸泡4周后，釋放出了總重量的80％。