抗菌牙种植体及其制备方法
阅读：982发布：2020-05-17
专利汇可以提供抗菌牙种植体及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种抗菌 牙种植体 及其制备方法。该抗菌牙种植体包括：牙种植体本体；微弧 氧 化膜层，设置在牙种植体本体的表面上；以及纳米抗菌功能材料，负载在微弧氧化膜层上。本 申请 通过在牙种植体本体上设置微弧氧化膜层，使得牙种植体本体的表面孔结构更为丰富，其中存在许多类似火山口的孔结构，因此既可以增加牙种植体本体的表面粗糙度，又大大提高了表面孔隙率，此时通过 等离子体 浸没式 离子注入 的纳米尺寸的抗菌功能材料不但可以注入在微弧氧化膜层的表面，尤其可以注入到微弧氧化膜层的孔结构内，大大增加了纳米抗菌功能材料的负载量，并且当细菌进入微孔时，可以及时灭菌，进而达到了持久抗菌的目的。，下面是抗菌牙种植体及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种抗菌牙种植体，其特征在于，包括：
牙种植体本体；
微弧氧化膜层，设置在所述牙种植体本体的表面上；以及
纳米抗菌功能材料，负载在所述微弧氧化膜层上。
2.根据权利要求1所述的抗菌牙种植体，其特征在于，所述微弧氧化膜层的厚度为2～
15μm，优选为3～10μm；所述微弧氧化膜层中孔的孔径为2～10μm，优选为2～5μm；所述微弧氧化膜层的孔隙率为5～20％，优选为8～20％；优选所述微弧氧化膜层中的活性元素包括Ca和P。
3.根据权利要求1所述的抗菌牙种植体，其特征在于，所述纳米抗菌功能材料包括纳米银，优选所述纳米抗菌功能材料包括纳米银和纳米锌。
4.根据权利要求1所述的抗菌牙种植体，其特征在于，所述牙种植体本体为钛基合金本体，所述钛基合金本体选自纯钛、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-17Nb、Ti-13Nb-13Zr和Ti-5Zr-3Mo-
15Nb中的一种。
5.一种抗菌牙种植体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
步骤S1，对牙种植体本体进行微弧氧化，以在所述牙种植体本体上原位生长微弧氧化膜层；
步骤S2，对经过所述微弧氧化的所述牙种植体本体进行等离子体浸没式离子注入，以在所述微弧氧化膜层上负载纳米抗菌功能材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2的等离子体浸没式离子注入采用等离子体浸没式离子注入设备实施，且控制所述等离子体浸没式离子注入设备的真空室的真空度为5×10-3～8×10-3Pa，注入电压为-50～-30KV，注入时间为1～3h，优选所述步骤S2注入的元素为银离子和/或锌离子。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述真空度为5.5×10-3～6.5×10-
3Pa，所述注入电压为-35～-45KV，所述注入时间为1.5～2.5h。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化所采用的电解液中，钙元素的浓度记为m mol/L，磷元素的浓度记为n mol/L，当0.01≤m＜0.2时，(0.1m+0.025)≤n＜0.05；当0.2≤m≤0.6时，0.075≤n≤m/0.875，优选0.4＜m≤0.6时，0.25≤n≤m/0.875；
优选钙源选自乙酸钙、氯化钙、磷酸二氢钙、甘油磷酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙和氧化钙的一种或几种；更优选磷源选自甘油磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、六偏磷酸钠和聚磷酸钠中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述电解液还包括EDTA-2Na和硅酸钠，优选利用氢氧化钠或氢氧化钾调节所述电解液pH值在11～14之间。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1的微弧氧化采用电源的电压为50～500V，所述电源的输出脉冲频率为100～1000Hz，所述电源的脉冲宽度为8～500μs，所述电源的峰值电流为0～300A，氧化时间为3～30min。
11.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法在所述步骤S1之前还包括对所述牙种植体本体进行喷砂处理的过程，优选所述喷砂处理的过程中采用的磨料为SiC或刚玉粉，进一步优选所述磨料的粒径为50～300μm；优选所述喷砂处理的过程的喷砂距离为10～15cm，压缩气体压力为2～10bar，喷射时间为5～60s。
12.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述牙种植体本体为钛基合金本体，所述钛基合金本体选自纯钛、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-17Nb、Ti-13Nb-13Zr和Ti-5Zr-3Mo-15Nb中的一种；优选所述牙种植体本体通过増材制造技术得到，所述增材制造技术为电子束熔融制造技术和选择性激光烧结。
抗菌牙种植体及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及牙种植体领域，具体而言，涉及一种抗菌牙种植体及其制备方法。
背景技术
[0002] 牙齿是人类口腔中具有一定形态的高度钙化的组织，有咀嚼、帮助发音和保持面部外形美观的功能。目前，我国因龋病、牙周病、外伤等原因造成的缺损或缺失的牙齿数达10亿颗以上，牙齿、颌骨、颞下颌关节的缺损会造成患者的生理功能障碍，影响美观，还可能造成心理障碍。
[0003] 种植牙作为一种与天然牙功能、结构以及美观效果十分相似的修复方式，已经成为口腔医学解决患者缺牙问题的首选，市场需求量大，目前全世界每年产销的牙种植体达1500万颗，而我国大陆2015年销量仅为40万颗，主要原因是我国90％以上的牙种植体依赖进口，价格昂贵。除种植牙价格昂贵之外还存在以下问题：第一：由于牙种植体表面生物活性不够理想，致使硬组织植入体骨再生能力差，与周围组织结合不佳，生物活性和成骨性能不够理想。第二：牙种植体表面无抗菌性，致使种植体相关细菌感染发生。在人体环境与牙种植体材料的反应中，材料的表面起着非常重要的作用。此外，目前的种植体大都采用螺纹-锥柱状的外形设计，在缺牙部位进行种植对植入体方向、位置和存留骨量等方面的要求高，医生需要进行大量培训才能掌握技术。
[0004] 因此，如何控制牙种植体表面的成分特性和结构、有效改善材料的植入效果，价廉物美的种植体已经成为种植牙技术在中国普及的关键问题。
发明内容
[0006] 本发明的主要目的在于提供一种抗菌牙种植体及其制备方法，以解决现有技术中的牙种植体难以达到持久抗菌目的的问题。
[0008] 进一步地，上述微弧氧化膜层的厚度为2～15μm，优选为3～10μm；微弧氧化膜层中孔的孔径为2～10μm，优选为2～5μm；微弧氧化膜层的孔隙率为5～20％，优选为8～20％；优选微弧氧化膜层中的活性元素包括Ca和P。
[0009] 进一步地，上述纳米抗菌功能材料包括纳米银，优选纳米抗菌功能材料包括纳米银和纳米锌。
[0011] 根据本发明的另一方面，提供了一种抗菌牙种植体的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，对牙种植体本体进行微弧氧化，以在牙种植体本体上原位生长微弧氧化膜层；步骤S2，对经过微弧氧化的牙种植体本体进行等离子体浸没式离子注入，以在微弧氧化膜层上负载纳米抗菌功能材料。
[0012] 进一步地，上述步骤S2的等离子体浸没式离子注入采用等离子体浸没式离子注入设备实施，且控制等离子体浸没式离子注入设备的真空室的真空度为5×10-3～8×10-3Pa，注入电压为-50～-30KV，注入时间为1～3h，优选步骤S2注入的元素为银离子和/或锌离子。
[0013] 进一步地，上述真空度为5.5×10-3～6.5×10-3Pa，注入电压为-35～-45KV，注入时间为1.5～2.5h。
[0014] 进一步地，上述微弧氧化所采用的电解液中，钙元素的浓度记为m mol/L，磷元素的浓度记为n mol/L，当0.01≤m＜0.2时，(0.1m+0.025)≤n＜0.05；当0.2≤m≤0.6时，0.075≤n≤m/0.875，优选0.4＜m≤0.6时，0.25≤n≤m/0.875；优选钙源选自乙酸钙、氯化钙、磷酸二氢钙、甘油磷酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙和氧化钙的一种或几种；更优选磷源选自甘油磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、六偏磷酸钠和聚磷酸钠中的一种或几种。
[0016] 进一步地，上述步骤S1的微弧氧化采用电源的电压为50～500V，电源的输出脉冲频率为100～1000Hz，电源的脉冲宽度为8～500μs，电源的峰值电流为0～300A，氧化时间为3～30min。
[0017] 进一步地，上述制备方法在步骤S1之前还包括对牙种植体本体进行喷砂处理的过程，优选喷砂处理的过程中采用的磨料为SiC或刚玉粉，进一步优选磨料的粒径为50～300μm；优选喷砂处理的过程的喷砂距离为10～15cm，压缩气体压力为2～10bar，喷射时间为5～60s。
[0018] 进一步地，上述牙种植体本体为钛基合金本体，钛基合金本体选自纯钛、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-17Nb、Ti-13Nb-13Zr和Ti-5Zr-3Mo-15Nb中的一种；优选牙种植体本体通过増材制造技术得到，增材制造技术为电子束熔融制造技术和选择性激光烧结。
[0019] 应用本发明的技术方案，本申请通过在牙种植体本体上设置微弧氧化膜层，使得牙种植体本体的表面孔结构更为丰富，其中存在许多类似火山口的孔结构，因此既可以增加牙种植体本体的表面粗糙度，又大大提高了表面孔隙率，此时通过等离子体浸没式离子注入的纳米尺寸的抗菌功能材料不但可以注入在微弧氧化膜层的表面，尤其可以注入到微弧氧化膜层的孔结构内，大大增加了纳米抗菌功能材料的负载量，并且当细菌进入微孔时，可以及时灭菌，进而达到了持久抗菌的目的。附图说明
[0021] 图1示出了根据本发明的喷砂处理后的实施例1的种植牙体扫描电镜照片；
[0022] 图2示出了实施例1经过喷砂和微弧氧化处理后牙种植体表面扫描电镜照片。
具体实施方式
[0023] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0024] 如本申请背景技术所分析的，现有的负载银的方式负载的银数量有限，导致牙种植体难以达到持久抗菌的目的，为了解决该问题，提供了一种抗菌牙种植体，包括牙种植体本体、微弧氧化膜层和纳米抗菌功能材料，微弧氧化膜层设置在牙种植体本体的表面上；纳米抗菌功能材料负载在微弧氧化膜层上。
[0025] 本申请通过在牙种植体本体上设置微弧氧化膜层，使得牙种植体本体的表面孔结构更为丰富，其中存在许多类似火山口的孔结构，因此既可以增加牙种植体本体的表面粗糙度，又大大提高了表面孔隙率，此时通过等离子体浸没式离子注入的纳米尺寸的抗菌功能材料不但可以注入在微弧氧化膜层的表面，尤其可以注入到微弧氧化膜层的孔结构内，大大增加了纳米抗菌功能材料的负载量，并且当细菌进入微孔时，可以及时灭菌，进而达到了持久抗菌的目的。
[0026] 在本申请一种优选的实施例中，上述微弧氧化膜层的厚度为2～15μm，优选为3～10μm；微弧氧化膜层中孔的孔径为2～10μm，优选为2～5μm；微弧氧化膜层的孔隙率为5～
20％，优选为8～20％；优选微弧氧化膜层中的活性元素包括Ca和P。上述微弧氧化膜层表面粗糙的孔结构有利于成骨细胞在其表面的攀附生长，进而在骨骼和牙种植体界面形成牢固的嵌合，防止植入物失效，具有上述特点的微弧氧化膜层对骨骼和牙种植体的嵌合作用更为突出。另外，Ca、P等活性元素可以进一步提高牙种植体的生物活性，促进骨整合。
20％，优选为8～20％；优选微弧氧化膜层中的活性元素包括Ca和P。上述微弧氧化膜层表面粗糙的孔结构有利于成骨细胞在其表面的攀附生长，进而在骨骼和牙种植体界面形成牢固的嵌合，防止植入物失效，具有上述特点的微弧氧化膜层对骨骼和牙种植体的嵌合作用更为突出。另外，Ca、P等活性元素可以进一步提高牙种植体的生物活性，促进骨整合。
[0027] 本申请优选上述纳米抗菌功能材料包括纳米银，纳米Ag离子嵌入到微弧氧化膜层中，使得这种纳米尺度的银不会在人体体液中循环，而是固定在牙种植体表面，因此能够起到显著的抗菌作用。另外，优选纳米抗菌功能材料包括纳米银和纳米锌，Zn离子的注入能够刺激细胞增殖，促进细胞碱性磷酸酶活性，促进胶原蛋白合成，从而起到促进成骨，提高植入材料与骨的结合。此外，当Zn离子的负载量达到一定值时，其也可以起到抗菌作用。
[0028] 本申请的牙种植体本体可以采用现有技术中常用材质的牙种植体本体，优选上述牙种植体本体为钛基合金本体，钛基合金本体选自纯钛、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-17Nb、Ti-13Nb-13Zr和Ti-5Zr-3Mo-15Nb中的一种。
[0029] 在本申请另一种典型的实施方式中，提供了一种抗菌牙种植体的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，对牙种植体本体进行微弧氧化，以在牙种植体本体上原位生长微弧氧化膜层；步骤S2，对经过微弧氧化的牙种植体本体进行等离子体浸没式离子注入，以在微弧氧化膜层上负载纳米抗菌功能材料。
[0030] 通过微弧氧化技术在牙种植体本体上原位生长微弧氧化膜层，该微弧氧化膜层和牙种植体本体的嵌合度较高，相对牢固；且使得牙种植体本体的表面孔结构更为丰富，其中存在许多类似火山口的孔结构，因此既可以增加牙种植体本体的表面粗糙度，又大大提高了表面孔隙率，此时通过等离子体浸没式离子注入的纳米尺寸的抗菌功能材料不但可以注入在微弧氧化膜层的表面，尤其可以注入到微弧氧化膜层的孔结构内，大大增加了纳米抗菌功能材料的负载量，并且当细菌进入微孔时，可以及时灭菌，进而达到了持久抗菌的目的。
[0031] 本申请上述步骤S2的等离子体浸没式离子注入的实施可以采用参考现有技术，优选采用等离子体浸没式离子注入设备实施，且控制等离子体浸没式离子注入设备的真空室的真空度为5×10-3～8×10-3Pa，注入电压为30～50KV，注入时间为1～3h，优选步骤S2注入的元素为银离子和/或锌离子。以保证所注入的离子能够尽可能地牢固负载在微弧氧化膜层上，且尽可能提高所负载的离子的数量。
[0032] 另外，由于经过微弧氧化处理后，牙种植体本体上存在大量的非本体元素的活性元素，使得所注入的银离子、锌离子等的负载可能受到影响，为了尽可能提高离子的注入-3 -3量，优选上述真空度为5.5×10 ～6.5×10 Pa，注入电压为-25～-35KV，注入时间为1.5～
2.5h。
2.5h。
[0033] 本申请的电解液组成与目前用于多孔金属植入物微弧氧化的电解液的成分组成相似，即含有钙元素、磷元素以及络合剂，且钙元素和磷元素的用量比例对于所形成的原位生长膜层的生物活性具有一定影响。由于钙离子和磷离子的电性能不同，因此在微弧氧化中最终形成的原位生长膜层中的钙离子和磷离子的比例与电解液中的二者的比例也是不同的。基于此为了提高原位生长膜层的生物活性，上述微弧氧化所采用的电解液中，钙元素的浓度记为mmol/L，磷元素的浓度记为n mol/L，当0.01≤m＜0.2时，(0.1m+0.025)≤n＜0.05；当0.2≤m≤0.6时，0.075≤n≤m/0.875，优选0.4＜m≤0.6时，0.25≤n≤m/0.875，使得钙磷元素含量在优化范围内可调控，既能保证制备的原位生长膜层良好的生物活性，又可以避免因多次盲目尝试而带来的成本增加，提高生产效益。另外，优选钙源选自乙酸钙、氯化钙、磷酸二氢钙、甘油磷酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙和氧化钙的一种或几种；更优选磷源选自甘油磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、六偏磷酸钠和聚磷酸钠中的一种或几种。
[0034] 进一步地，优选上述电解液还包括EDTA-2Na和硅酸钠，上述EDTA-2Na为络合剂，其容易在溶液中发生电离，产生游离的Na+和H2Y2-(其中Y＝[2(OOCCH2)NCH2CH2N(CH2COO)2]4-)，电离产生的H2Y2-易与电解液中的Ca2+鳌合生成CaY2-，从而提高电解液的电导率。为了降低起弧电压，在电解液中添加硅酸钠(SiO32-)，且为了保证电压稳定，优选上述硅酸钠的浓度为0.01～0.04mol/L。优选利用氢氧化钠或氢氧化钾调节电解液pH值在11～14之间，以形成稳定的碱性氧化环境。
[0035] 在本申请另一种优选的实施例中，上述步骤S1的微弧氧化采用电源的电压为50～500V，电源的输出脉冲频率为100～1000Hz，电源的脉冲宽度尾8～500μs，电源的峰值电流为0～300A，氧化时间为3～30min。将上述供电参数控制在上述范围内，能够利用在牙种植体本体中相对稳定的电场形成膜层较厚、且厚度相对均一的微弧氧化膜层。
[0036] 在本申请又一种优选的实施例中，上述制备方法在步骤S1之前还包括对牙种植体本体进行喷砂处理的过程，优选喷砂处理的过程中采用的磨料为SiC或刚玉粉，进一步优选磨料的粒径为50～300μm；优选喷砂处理的过程的喷砂距离为10～15cm，压缩气体压力为2～10bar，喷射时间为5～60s。
[0037] 对牙种植体本体进行喷砂处理，结合微弧氧化，可以有效去除牙种植体本体表面棱角，洁净表面，增加表面粗糙度；同时喷砂处理可以使牙种植体本体表面具有一定的压应力，可以抵消后续微弧氧化产生的拉应力，进而减少微弧氧化膜层的应力，提高微弧氧化膜层在牙种植体表面的结合强度。
[0038] 此外，优选上述牙种植体本体为钛基合金本体，进一步优选钛基合金本体选自纯钛、Ti-6Al-4V、Ti-6Al-17Nb、Ti-13Nb-13Zr和Ti-5Zr-3Mo-15Nb中的一种；优选牙种植体本体通过増材制造技术得到，增材制造技术为电子束熔融制造技术和选择性激光烧结。
[0039] 综上可知，本发明综合利用喷砂处理、微弧氧化、等离子体浸没式离子注入技术对牙种植体本体进行表面改性，可以通过调整喷砂参数、电解液组成和浓度、微弧氧化参数、等离子体浸没式离子注入参数，优化匹配，使得制备的牙种植体表面涂层中的元素成分可控。所得到的抗菌牙种植体与传统的牙种植体的相比，拥有优异的抗菌性能。
[0040] 以下将结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。
[0041] 实施例1
[0042] 牙种植体本体：选择通过锻造技术制备的医用纯钛作为牙种植体本体。
[0043] 喷砂处理：对牙种植体本体进行强力喷砂处理，磨料为SiC，磨料的粒径为150μm，喷砂距离为12cm，压缩气体压力为8bar，喷射时间为30s，喷砂后所获得的表面形态，利用扫描电镜观察，形貌如图1所示。对喷砂后的牙种植体本体依次用丙酮和去离子水超声彻底清洗20min，烘干备用。
[0044] 微弧氧化电解液配制：将乙酸钙、磷酸二氢钠溶于去离子水中，将试剂混合均匀，配制成电解液，其中乙酸钙浓度为0.01mol/L，磷酸二氢钠的浓度为0.035mol/L，EDTA-2Na的浓度为0.02mol/L，Na2SiO3的浓度为0.04mol/L，添加适量的KOH，调节溶液的pH值为11。利用扫描电镜观察，形貌如图2所示。
[0045] 微弧氧化处理：将喷砂后的牙种植体本体完全浸没在上述电解液中进行微弧氧化处理。调节电源的供电电压为200V，输出脉冲频率为500Hz，脉冲宽度300μs，峰值电流设置150A，氧化时间为20min，在牙种植体本体表面生成一层微弧氧化膜层。整个微弧氧化过程中控制电解液的温度在20℃以下，反应结束后取出试样，去离子水冲洗干净，烘干备用。
[0046] 等离子体浸没式离子注入处理：将微弧氧化处理后的牙种植体本体放置在等离子体浸没式离子注入设备的真空室靶台上进行离子注入，真空室真空度为6×10-3Pa，注入电压为40KV，注入时间为2h，注入元素为银离子和锌离子。
[0047] 实施例2
[0048] 牙种植体本体的制备：通过増材制造电子束熔融技术技术制造Ti-6Al-4V牙种植体本体。
[0049] 喷砂处理：对牙种植体本体进行强力喷砂处理，磨料为SiC，磨料的粒径为300μm，喷砂距离为12cm，压缩气体压力为8bar，喷射时间为30s。对喷砂后的牙种植体本体依次用丙酮和去离子水超声彻底清洗20min，烘干备用。
[0050] 其它同实施例1。
[0051] 实施例3
[0052] 牙种植体本体的制备：选择通过锻造技术制备的医用纯钛作为牙种植体本体。
[0053] 喷砂处理：对牙种植体本体进行强力喷砂处理，磨料为SiC，磨料的粒径为50μm，喷砂距离为12cm，压缩气体压力为8bar，喷射时间为30s。对喷砂后的牙种植体本体依次用丙酮和去离子水超声彻底清洗20min，烘干备用。
[0054] 其它同实施例1。
[0055] 实施例4
[0056] 牙种植体本体的制备：选择通过锻造技术制备的医用纯钛作为牙种植体本体。
[0057] 喷砂处理：对牙种植体本体进行强力喷砂处理，磨料为SiC，磨料的粒径为150μm，喷砂距离为15cm，压缩气体压力为8bar，喷射时间为30s。对喷砂后的牙种植体本体依次用丙酮和去离子水超声彻底清洗20min，烘干备用。
[0058] 其它同实施例1。
[0059] 实施例5
[0060] 牙种植体本体的制备：选择通过锻造技术制备的医用纯钛作为牙种植体本体。
[0061] 喷砂处理：对牙种植体本体进行强力喷砂处理，磨料为SiC，磨料的粒径为150μm，喷砂距离为10cm，压缩气体压力为8bar，喷射时间为30s。对喷砂后的牙种植体本体依次用丙酮和去离子水超声彻底清洗20min，烘干备用。
[0062] 其它同实施例1。
[0063] 实施例6
[0064] 牙种植体本体的制备：选择通过锻造技术制备的医用纯钛作为牙种植体本体。
[0065] 喷砂处理：对牙种植体本体进行强力喷砂处理，磨料为SiC，磨料的粒径为150μm，喷砂距离为12cm，压缩气体压力为10bar，喷射时间为30s。对喷砂后的牙种植体本体依次用丙酮和去离子水超声彻底清洗20min，烘干备用。
[0066] 其它同实施例1。
[0067] 实施例7
[0068] 牙种植体本体的制备：选择通过锻造技术制备的医用纯钛作为牙种植体本体。
[0069] 喷砂处理：对牙种植体本体进行强力喷砂处理，磨料为SiC，磨料的粒径为150μm，喷砂距离为15cm，压缩气体压力为2bar，喷射时间为30s。对喷砂后的牙种植体本体依次用丙酮和去离子水超声彻底清洗20min，烘干备用。
[0070] 其它同实施例1。
[0071] 实施例8
[0072] 牙种植体本体的制备：选择通过锻造技术制备的医用纯钛作为牙种植体本体。
[0073] 喷砂处理：对牙种植体本体进行强力喷砂处理，磨料为SiC，磨料的粒径为150μm，喷砂距离为12cm，压缩气体压力为8bar，喷射时间为60s。对喷砂后的牙种植体本体依次用丙酮和去离子水超声彻底清洗20min，烘干备用。
[0074] 其它同实施例1。
[0075] 实施例9
[0076] 牙种植体本体的制备：选择通过锻造技术制备的医用纯钛作为牙种植体本体。
[0077] 喷砂处理：对牙种植体本体进行强力喷砂处理，磨料为SiC，磨料的粒径为150μm，喷砂距离为12cm，压缩气体压力为8bar，喷射时间为5s。对喷砂后的牙种植体本体依次用丙酮和去离子水超声彻底清洗20min，烘干备用。
[0078] 其它同实施例1。
[0079] 实施例10
[0080] 牙种植体本体的制备：选择通过锻造技术制备的医用纯钛作为牙种植体本体。
[0081] 喷砂处理：对牙种植体本体进行强力喷砂处理，磨料为刚玉粉，磨料的粒径为150μm，喷砂距离为12cm，压缩气体压力为8bar，喷射时间为30s。对喷砂后的牙种植体本体依次用丙酮和去离子水超声彻底清洗20min，烘干备用。
[0082] 其它同实施例1。
[0083] 实施例11
[0084] 牙种植体本体的制备：选择通过锻造技术制备的医用纯钛作为牙种植体本体。
[0085] 喷砂处理：对牙种植体本体进行强力喷砂处理，磨料为SiC，磨料的粒径为150μm，喷砂距离为18cm，压缩气体压力为8bar，喷射时间为30s。对喷砂后的牙种植体本体依次用丙酮和去离子水超声彻底清洗20min，烘干备用。
[0086] 其它同实施例1。
[0087] 实施例12
[0088] 牙种植体本体的制备：选择通过锻造技术制备的医用纯钛作为牙种植体本体。
[0089] 不进行喷砂，其它同实施例1。
[0090] 实施例13
[0091] 微弧氧化电解液配制：将乙酸钙、磷酸二氢钠溶于去离子水中，将试剂混合均匀，配制成电解液，其中乙酸钙浓度为0.11mol/L，磷酸二氢钠的浓度为0.038mol/L，EDTA-2Na的浓度为0.2mol/L，Na2SiO3的浓度为0.04mol/L，添加适量的KOH，调节溶液的pH值为11。
[0092] 其余同实施例1。
[0093] 实施例14
[0094] 微弧氧化电解液配制：将乙酸钙、磷酸二氢钠溶于去离子水中，将试剂混合均匀，配制成电解液，其中乙酸钙浓度为0.18mol/L，磷酸二氢钠的浓度为0.045mol/L，EDTA-2Na的浓度为0.38mol/L，Na2SiO3的浓度为0.04mol/L，添加适量的KOH，调节溶液的pH值为11。
[0095] 实施例15
[0096] 微弧氧化电解液配制：将乙酸钙、磷酸二氢钠溶于去离子水中，将试剂混合均匀，配制成电解液，其中乙酸钙浓度为0.2mol/L，磷酸二氢钠的浓度为0.21mol/L，EDTA-2Na的浓度为1.04mol/L，Na2SiO3的浓度为0.04mol/L，添加适量的KOH，调节溶液的pH值为11。
[0097] 其余同实施例1。
[0098] 实施例16
[0099] 与实施例1的区别在于，将乙酸钙、磷酸二氢钠溶于去离子水中，将试剂混合均匀，配制成电解液，其中乙酸钙浓度为0.58mol/L，磷酸二氢钠的浓度为0.65mol/L，EDTA-2Na的浓度为3.8mol/L，Na2SiO3的浓度为0.04mol/L，添加适量的KOH，调节溶液的pH值为11。
[0100] 其余同实施例1。
[0101] 实施例17
[0102] 与实施例1的区别在于，将乙酸钙、磷酸二氢钠溶于去离子水中，将试剂混合均匀，配制成电解液，其中乙酸钙浓度为0.4mol/L，磷酸二氢钠的浓度为0.45mol/L，EDTA-2Na的浓度为2.2mol/L，Na2SiO3的浓度为0.04mol/L，添加适量的KOH，调节溶液的pH值为11。
[0103] 其余同实施例1。
[0104] 实施例18
[0105] 将乙酸钙、磷酸二氢钠溶于去离子水中，将试剂混合均匀，配制成电解液，其中乙酸钙浓度为0.01mol/L，磷酸二氢钠的浓度为0.035mol/L，EDTA-2Na的浓度为0.02mol/L，Na2SiO3的浓度为0.04mol/L，添加适量的KOH，调节溶液的pH值为14。
[0106] 其余同实施例1。
[0107] 实施例19
[0108] 微弧氧化处理：将喷砂后的牙种植体本体完全浸没在上述电解液中进行微弧氧化处理。调节电源的供电电压为500V，输出脉冲频率为500Hz，脉冲宽度300μs，峰值电流设置150A，氧化时间为20min，在牙种植体本体表面生成一层微弧氧化膜层。整个微弧氧化过程中控制电解液的温度在20℃以下，反应结束后取出试样，去离子水冲洗干净，烘干备用。
[0109] 其余同实施例1。
[0110] 实施例20
[0111] 微弧氧化处理：将喷砂后的牙种植体本体完全浸没在上述电解液中进行微弧氧化处理。调节电源的供电电压为50V，输出脉冲频率为500Hz，脉冲宽度300μs，峰值电流设置150A，氧化时间为20min，在牙种植体本体表面生成一层微弧氧化膜层。整个微弧氧化过程中控制电解液的温度在20℃以下，反应结束后取出试样，去离子水冲洗干净，烘干备用。
[0112] 其余同实施例1。
[0113] 实施例21
[0114] 微弧氧化处理：将喷砂后的牙种植体本体完全浸没在上述电解液中进行微弧氧化处理。调节电源的供电电压为200V，输出脉冲频率为100Hz，脉冲宽度300μs，峰值电流设置150A，氧化时间为20min，在牙种植体本体表面生成一层微弧氧化膜层。整个微弧氧化过程中控制电解液的温度在20℃以下，反应结束后取出试样，去离子水冲洗干净，烘干备用。
[0115] 其余同实施例1。
[0116] 实施例22
[0117] 微弧氧化处理：将喷砂后的牙种植体本体完全浸没在上述电解液中进行微弧氧化处理。调节电源的供电电压为200V，输出脉冲频率为1000Hz，脉冲宽度300μs，峰值电流设置150A，氧化时间为20min，在牙种植体本体表面生成一层微弧氧化膜层。整个微弧氧化过程中控制电解液的温度在20℃以下，反应结束后取出试样，去离子水冲洗干净，烘干备用。
[0118] 其余同实施例1。
[0119] 实施例23
[0120] 微弧氧化处理：将喷砂后的牙种植体本体完全浸没在上述电解液中进行微弧氧化处理。调节电源的供电电压为200V，输出脉冲频率为500Hz，脉冲宽度80μs，峰值电流设置150A，氧化时间为20min，在牙种植体本体表面生成一层微弧氧化膜层。整个微弧氧化过程中控制电解液的温度在20℃以下，反应结束后取出试样，去离子水冲洗干净，烘干备用。
[0121] 其余同实施例1。
[0122] 实施例24
[0123] 微弧氧化处理：将喷砂后的牙种植体本体完全浸没在上述电解液中进行微弧氧化处理。调节电源的供电电压为500V，输出脉冲频率为500Hz，脉冲宽度500μs，峰值电流设置150A，氧化时间为20min，在牙种植体本体表面生成一层微弧氧化膜层。整个微弧氧化过程中控制电解液的温度在20℃以下，反应结束后取出试样，去离子水冲洗干净，烘干备用。
[0124] 其余同实施例1。
[0125] 实施例25
[0126] 微弧氧化处理：将喷砂后的牙种植体本体完全浸没在上述电解液中进行微弧氧化处理。调节电源的供电电压为500V，输出脉冲频率为500Hz，脉冲宽度300μs，峰值电流设置300A，氧化时间为20min，在牙种植体本体表面生成一层微弧氧化膜层。整个微弧氧化过程中控制电解液的温度在20℃以下，反应结束后取出试样，去离子水冲洗干净，烘干备用。
[0127] 其余同实施例1。
[0128] 实施例26
[0129] 微弧氧化处理：将喷砂后的牙种植体本体完全浸没在上述电解液中进行微弧氧化处理。调节电源的供电电压为500V，输出脉冲频率为500Hz，脉冲宽度300μs，峰值电流设置15A，氧化时间为20min，在牙种植体本体表面生成一层微弧氧化膜层。整个微弧氧化过程中控制电解液的温度在20℃以下，反应结束后取出试样，去离子水冲洗干净，烘干备用。
[0130] 其余同实施例1。
[0131] 实施例27
[0132] 微弧氧化处理：将喷砂后的牙种植体本体完全浸没在上述电解液中进行微弧氧化处理。调节电源的供电电压为500V，输出脉冲频率为500Hz，脉冲宽度300μs，峰值电流设置150A，氧化时间为30min，在牙种植体本体表面生成一层微弧氧化膜层。整个微弧氧化过程中控制电解液的温度在20℃以下，反应结束后取出试样，去离子水冲洗干净，烘干备用。
[0133] 其余同实施例1。
[0134] 实施例28
[0135] 微弧氧化处理：将喷砂后的牙种植体本体完全浸没在上述电解液中进行微弧氧化处理。调节电源的供电电压为500V，输出脉冲频率为500Hz，脉冲宽度300μs，峰值电流设置150A，氧化时间为3min，在牙种植体本体表面生成一层微弧氧化膜层。整个微弧氧化过程中控制电解液的温度在20℃以下，反应结束后取出试样，去离子水冲洗干净，烘干备用。
[0136] 其余同实施例1。
[0137] 实施例29
[0138] 微弧氧化处理：将喷砂后的牙种植体本体完全浸没在上述电解液中进行微弧氧化处理。调节电源的供电电压为600V，输出脉冲频率为80Hz，脉冲宽度300μs，峰值电流设置150A，氧化时间为20min，在牙种植体本体表面生成一层微弧氧化膜层。整个微弧氧化过程中控制电解液的温度在20℃以下，反应结束后取出试样，去离子水冲洗干净，烘干备用。
[0139] 其余同实施例1。
[0140] 实施例30
[0141] 等离子体浸没式离子注入处理：将微弧氧化处理后的牙种植体本体放置在等离子体浸没式离子注入设备的真空室靶台上进行离子注入，真空室真空度为5×10-3Pa，注入电压为-40KV，注入时间为2h，注入元素为银离子和锌离子。
[0142] 其余同实施例1。
[0143] 实施例31
[0144] 等离子体浸没式离子注入处理：将微弧氧化处理后的牙种植体本体放置在等离子体浸没式离子注入设备的真空室靶台上进行离子注入，真空室真空度为8×10-3Pa，注入电压为-40KV，注入时间为2h，注入元素为银离子和锌离子。
[0145] 其余同实施例1。
[0146] 实施例32
[0147] 等离子体浸没式离子注入处理：将微弧氧化处理后的牙种植体本体放置在等离子体浸没式离子注入设备的真空室靶台上进行离子注入，真空室真空度为6×10-3Pa，注入电压为-30KV，注入时间为2h，注入元素为银离子和锌离子。
[0148] 其余同实施例1。
[0149] 实施例33
[0150] 等离子体浸没式离子注入处理：将微弧氧化处理后的牙种植体本体放置在等离子体浸没式离子注入设备的真空室靶台上进行离子注入，真空室真空度为6×10-3Pa，注入电压为-50KV，注入时间为2h，注入元素为银离子和锌离子。
[0151] 其余同实施例1。
[0152] 实施例34
[0153] 等离子体浸没式离子注入处理：将微弧氧化处理后的牙种植体本体放置在等离子体浸没式离子注入设备的真空室靶台上进行离子注入，真空室真空度为6×10-3Pa，注入电压为40KV，注入时间为3h，注入元素为银离子和锌离子。
[0154] 其余同实施例1。
[0155] 实施例35
[0156] 等离子体浸没式离子注入处理：将微弧氧化处理后的牙种植体本体放置在等离子-3体浸没式离子注入设备的真空室靶台上进行离子注入，真空室真空度为6×10 Pa，注入电压为40KV，注入时间为1h，注入元素为银离子和锌离子。
[0157] 其余同实施例1。
[0158] 实施例36
[0159] 等离子体浸没式离子注入处理：将微弧氧化处理后的牙种植体本体放置在等离子体浸没式离子注入设备的真空室靶台上进行离子注入，真空室真空度为5.5×10-3Pa，注入电压为-40KV，注入时间为2h，注入元素为银离子和锌离子。
[0160] 其余同实施例1。
[0161] 实施例37
[0162] 等离子体浸没式离子注入处理：将微弧氧化处理后的牙种植体本体放置在等离子体浸没式离子注入设备的真空室靶台上进行离子注入，真空室真空度为6.5×10-3Pa，注入电压为-40KV，注入时间为2h，注入元素为银离子和锌离子。
[0163] 其余同实施例1。
[0164] 实施例38
[0165] 等离子体浸没式离子注入处理：将微弧氧化处理后的牙种植体本体放置在等离子体浸没式离子注入设备的真空室靶台上进行离子注入，真空室真空度为6×10-3Pa，注入电压为-35KV，注入时间为2h，注入元素为银离子和锌离子。
[0166] 其余同实施例1。
[0167] 实施例39
[0168] 等离子体浸没式离子注入处理：将微弧氧化处理后的牙种植体本体放置在等离子体浸没式离子注入设备的真空室靶台上进行离子注入，真空室真空度为6×10-3Pa，注入电压为-45KV，注入时间为2h，注入元素为银离子和锌离子。
[0169] 其余同实施例1。
[0170] 实施例40
[0171] 等离子体浸没式离子注入处理：将微弧氧化处理后的牙种植体本体放置在等离子体浸没式离子注入设备的真空室靶台上进行离子注入，真空室真空度为6×10-3Pa，注入电压为-40KV，注入时间为1.5h，注入元素为银离子和锌离子。
[0172] 其余同实施例1。
[0173] 实施例41
[0174] 等离子体浸没式离子注入处理：将微弧氧化处理后的牙种植体本体放置在等离子体浸没式离子注入设备的真空室靶台上进行离子注入，真空室真空度为6×10-3Pa，注入电压为-40KV，注入时间为2.5h，注入元素为银离子和锌离子。
[0175] 其余同实施例1。
[0176] 采用扫描电镜截面方法检测所实施例1至29形成的抗菌牙种植体的喷砂后以及微弧氧化后的表面膜层的厚度和孔径大小，扫描电镜照片结合image pro plus 6.0软件测试种植体膜层的孔隙率，检测结果见图1和2以及表1。采用EDS能谱检测实施例1、实施例13至41的微弧氧化膜层的元素组成以及纳米抗菌功能材料的含量。经过实施例处理后的牙种植体表面含有的Ag和Zn通过XPS高分辨谱来测定。
[0177] 本发明实施例制备的牙种植体的抗菌效果采用荧光法细菌黏附量的测定。具体方法如下：将本发明各实施例制备的牙种植体(即表2中的实施例组)和未经过处理的牙种植体(即表中的对照组)分别浸泡于l×106CFU/ml菌悬液中，37℃培养2h后取出牙种植体，并分别用蒸馏水冲洗3遍,然后用2.5％戊二醛4℃固定约0.5小时，随后用1％吖啶橙室温染色0.5小时，用蒸馏水冲洗掉多余染料。将上述牙种植体分别置于荧光显微镜100倍下观察计数,每个牙种植体试样随机选择6个有代表性的区域，两组牙种植体各观察20个视野进行黏附细菌计数。检测结果见表2。
[0178] 表1
[0179]
[0180]
[0181] 表2
[0182]
[0183]
[0184]
[0185] 从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
[0186] 实现了对牙种植体的喷砂和微弧氧化，最终在牙种植体表面形成了含有Ca、P等生物活性元素，并且含有Ag和Zn元素的膜层，该膜层不仅具有多孔结构，能够提高牙种植体生物活性，而且可以抑菌杀菌。
[0187] 本申请通过在牙种植体本体上设置微弧氧化膜层，使得牙种植体本体的表面孔结构更为丰富，其中存在许多类似火山口的孔结构，因此既可以增加牙种植体本体的表面粗糙度，又大大提高了表面孔隙率，此时通过等离子体浸没式离子注入的纳米尺寸的抗菌功能材料不但可以注入在微弧氧化膜层的表面，尤其可以注入到微弧氧化膜层的孔结构内，大大增加了纳米抗菌功能材料的负载量，并且当细菌进入微孔时，可以及时灭菌，进而达到了持久抗菌的目的。
[0188] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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