一种高亲水性的表面装载纳米铌/IGF-1复合涂层的种植体及其制备方法

本发明涉及口腔种植体，具体涉及一种高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体。

背景技术：

1、种植体表面与患者骨组织形成表面有序的结构和稳定的功能连接，是影响种植体长期稳定性及种植效果的关键因素。目前，通过种植体表面改性手段，增强种植体的骨结合和骨整合能力是当前种植体技术优化的核心思路之一。

2、纳米铌是一种具有优良成骨效果的新兴材料，且具有良好的生物相容性。我们的前期研究发现，纳米铌可以明显增强骨修复过程中早期的成骨分化和后期的成熟矿化。因此，纳米铌有望成为种植体表面涂层改性的重要原料。

3、骨生长因子在骨组织的愈合和再生的动态过程中起到重要的调节作用。其中，胰岛素样生长因子igf-1可以促进骨祖细胞的增殖和分化，并刺激骨基质形成和成骨细胞增殖，现已广泛应用于种植修复相关领域的研究。

4、另外，形成具有良好亲水性的种植体表面可以增加成骨细胞的附着、增殖、迁移，并促进成骨细胞分化从而加速骨愈合。并且亲水表面也可通过免疫调节，在糖尿病、骨质疏松等骨质状况较差的条件下改善骨结合。

5、种植后的骨修复是一个非常复杂的过程，并受多种因素影响。然而，现有的种植体表面单一涂层改性技术多针对于骨整合过程中的一个因素。因此，针对骨整合过程中的不同因素，对种植体表面进行复合涂层改性有望达到更好的治疗效果。

技术实现思路

1、本发明针对上述现有技术的缺点与不足，提出了一种高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体的制备方法。

2、本发明的第二个目的在于提供通过上述方法制备得到的高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体。

3、为实现本发明的目的，提供如下的技术方案：

4、一种高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体的制备方法，包括以下步骤：

5、（1）将纯钛浸泡于氢氧化钠溶液中，丙酮和蒸馏水冲洗后，对纯钛表面进行喷砂处理；

6、（2）将纳米铌颗粒溶解于去离子水中得到纳米铌溶液，并将其逐滴加入涡旋的igf-1溶液中，得到含水量为75 wt%的纳米铌/igf-1溶液，清洗干燥后得到纳米铌/igf-1复合材料；

7、（3）将步骤（2）得到纳米铌/igf-1复合材料溶解于pbs中得到纳米铌/igf-1混合溶液，并将其滴加到步骤（1）中制得的喷砂处理后的纯钛基体表面并使其均匀分布，真空干燥后即得表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体。

8、（4）将氢氧化钠溶液抽真空后通入氮气，并将步骤（3）得到的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体用氮气吹干后，在加热环境下浸入氢氧化钠溶液中，持续通入氮气，即得高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体。

9、优选的，步骤（1）纯钛在80℃的条件下浸泡于氢氧化钠溶液20 min；所述步骤（1）中纯钛在冷却至室温后，分别在丙酮和蒸馏水中冲洗20~30 min。

10、优选的，步骤（1）中的喷砂处理是用砂纸打磨抛光后，利用20目的金刚砂均匀喷砂。

11、优选的，步骤（2）中所述的涡旋为以600~800 rpm的速度磁力搅拌。

12、优选的，步骤（2）中所述的igf-1溶液是将igf-1溶解于去离子水中得到浓度为1~3μg/ml的溶液。

13、优选的， 步骤（3）中所述的纳米铌/igf-1混合溶液的浓度为10 μg/ml。

14、优选的，步骤（3）中所述的滴加到种植体表面的纳米铌/igf-1混合溶液的体积为200~300 μl。

15、优选的，步骤（3）中所述的真空干燥条件是在室温下干燥1~2 h。

16、优选的，步骤（4）中将步骤（3）中得到的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体与浓度10 m的氢氧化钠溶液在50～100 ℃的氮气环境下持续反应时间为4~6 h。

17、与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

18、本发明构建了一个纳米铌/igf-1的复合涂层，纳米铌具有优良成骨性能，种植体植入后可在种植体周围释放有效成分，起到在骨缺损区域近端的促进成骨分化和促矿化功能。igf-1是在成骨过程中发挥重要生理功能的细胞因子，可以促进成骨细胞的增殖黏附与分化，并促进胶原的产生。种植体植入后，igf-1可以响应体内环境的趋化等作用，从而能实现在骨缺损区域远端的促成骨功能。同时，本专利通过反沉淀法制备了纳米铌/igf-1的复合材料，一定程度上可以起到两种有效成分的缓释效果，更有利于种植体的骨结合。

19、本发明首先对种植体进行了喷砂预处理，从而在种植体表面形成了良好的拓扑结构，随后在种植体表面形成复合涂层，最后再使用氢氧化钠处理，使其每层微结构上都充满致密的-oh，并持续通入氮气保护亲水的-oh层面，从而最终获得稳定的亲水表面。 亲水表面能有效增强种植体与骨组织的亲和力，增加成骨细胞的附着和增殖，并可以通过免疫调节促进骨愈合，提高种植成功率，具有良好的临床前景。

技术特征：

1.一种高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体的制备方法，其特征在于，步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）纯钛在80℃的条件下浸泡于氢氧化钠溶液20 min；所述步骤（1）中纯钛在冷却至室温后，分别在丙酮和蒸馏水中冲洗20~30 min。

3.根据权利要求1所述的一种高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的喷砂处理是用砂纸打磨抛光后，利用20目的金刚砂均匀喷砂。

4.根据权利要求1所述的一种高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中涡旋为以600~800 rpm/min的速度磁力搅拌。

5.根据权利要求1所述的一种高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的igf-1溶液是将igf-1溶解于去离子水中得到浓度为1~3 μg/ml的溶液。

6.根据权利要求1所述的一种高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中得到的纳米铌/igf-1混合溶液的浓度为10 μg/ml。

7.根据权利要求1所述的一种高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中滴加到种植体表面的纳米铌/igf-1混合溶液的体积为200~300 μl。

8.根据权利要求1所述的一种高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中真空干燥的条件是在室温下干燥1~2 h。

9.根据权利要求1一种高亲水性的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中将步骤（3）中得到的表面装载纳米铌/igf-1复合涂层的种植体与浓度10 m的氢氧化钠溶液在50～100 ℃的氮气环境下持续反应时间为4~6 h。

技术总结
本发明具体公开了一种高亲水性的表面装载纳米铌/IGF‑1复合涂层的种植体的制备方法，步骤如下：对纯钛表面喷砂处理；将纳米铌溶液逐滴加入涡旋的IGF‑1溶液中，得含水量为75%的溶液，干燥后得纳米铌/IGF‑1复合材料；将上述复合材料溶解于PBS中，滴加到喷砂后的纯钛表面；将上述表面装载纳米铌/IGF‑1复合涂层的种植体在氮气中持续进行碱热反应，即得。本发明制备的纳米铌/IGF‑1种植体表面复合涂层，能够在种植体植入后同时释放促进成骨的纳米铌和IGF‑1，从而在骨缺损部位的近远端均有促成骨成分的持续作用。同时本发明通过亲水改性，加快了种植体早期骨整合，缩短了种植体负重的时间，具有良好的临床前景。

技术研发人员：张玉琳,邵龙泉,张艳丽,郑硕,常成,闫星辰,盛立远
受保护的技术使用者：南方医科大学口腔医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14