本發(fā)明涉及鈦基牙種植體制備，特別涉及一種表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法及其產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、醫(yī)用金屬材料具有優(yōu)異的綜合性能，在醫(yī)療領(lǐng)域占據(jù)重要地位，主要起到支撐和固定的作用。其中鈦合金的力學(xué)性能和耐蝕性較好，且模量較低、易于加工成形，被廣泛應(yīng)用于臨床植入領(lǐng)域。然而，當(dāng)鈦合金應(yīng)用于牙種植體時(shí)，由于其生物活性較差，不能有效促進(jìn)周圍骨質(zhì)的生長(zhǎng)，增大了植入體初期的種植難度，同時(shí)延長(zhǎng)了治療周期。

2、鉭金屬被稱為“親生物金屬”，具有優(yōu)異的生物相容性、生物活性和耐蝕性，能夠誘導(dǎo)骨生長(zhǎng)。大量臨床實(shí)驗(yàn)表明，將鉭金屬沉積在植入體表面后，服役過程中表現(xiàn)出比鈦合金更優(yōu)異的組織修復(fù)效果。

3、目前，物理氣相沉積在鈦基牙種植體表面制備鉭涂層得到了廣泛應(yīng)用，該技術(shù)具有沉積速率高、工藝重復(fù)性好等優(yōu)勢(shì)。然而，在低溫沉積過程中，鉭涂層與基體間無法形成ti、ta的互擴(kuò)散合金層，存在明顯的ti/ta分體界面，造成涂層與基體的結(jié)合較差，不能有效改善材料的力學(xué)性能。

4、此外，磁控濺射沉積是另一種在鈦基牙種植體表面制備鉭涂層的常用技術(shù)。在磁控濺射沉積后，通常采用真空退火對(duì)鍍層材料進(jìn)行熱處理。熱處理溫度通常設(shè)定在700℃以上，處理時(shí)間短則數(shù)小時(shí)，長(zhǎng)則可能持續(xù)一整天甚至數(shù)天。這種方法不僅能耗高，操作復(fù)雜，而且降低了生產(chǎn)效率，增加了制備成本。更關(guān)鍵的是，在高溫退火過程中，鍍層中的鉭元素可能會(huì)發(fā)生氧化、氮化等化學(xué)反應(yīng)，這可能會(huì)對(duì)鍍層的生物相容性和生物活性產(chǎn)生不利影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法及其產(chǎn)品。

2、本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法，具體包括以下步驟：

3、s1，將鈦基牙種植體裝入工作室，并在工作室內(nèi)放置鉭靶材；

4、s2，對(duì)工作室進(jìn)行抽真空操作，隨后打開加熱器，將溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度值；

5、s3，向工作室內(nèi)通入氬氣，達(dá)到預(yù)設(shè)壓力值，隨后開始磁控濺射鍍膜；

6、s4，磁控濺射鍍膜完成后，冷卻至室溫，將形成的鍍鉭牙種植體取出；

7、s5，隨后采用渦流感應(yīng)加熱設(shè)備對(duì)鍍鉭牙種植體進(jìn)行感應(yīng)加熱；

8、s6，感應(yīng)加熱完成后，冷卻至室溫，制得表面具有梯度鉭的鈦基牙種植體。

9、進(jìn)一步地，所述鈦基牙種植體為ti6al4v鈦合金或純鈦材質(zhì)，所述鉭靶材采用純鉭靶材或ta-cu合金靶材。

10、進(jìn)一步地，所述步驟s2中的預(yù)設(shè)溫度值為400℃-450℃。

11、進(jìn)一步地，所述步驟s3中的預(yù)設(shè)壓力值為4.0×10-1pa-6.0×10-1pa。

12、進(jìn)一步地，所述步驟s3中的磁控濺射使用的電源為直流磁控濺射電源，濺射功率設(shè)定為4kw，脈沖負(fù)偏壓為-100v，占空比為80%。

13、進(jìn)一步地，所述磁控濺射鍍膜的時(shí)間為40min-60min。

14、進(jìn)一步地，所述步驟s5中的渦流感應(yīng)加熱設(shè)備的感應(yīng)電流控制在200a-300a之間。

15、進(jìn)一步地，所述步驟s5中的感應(yīng)加熱時(shí)間為5s-10s。

16、進(jìn)一步地，所述步驟s6制得的表面具有梯度鉭的鈦基牙種植體表面鉭的梯度區(qū)厚度為3μm-4μm。

17、本發(fā)明同時(shí)還提供一種前述方法所制備的表面梯度鉭的鈦基牙種植體。

18、本發(fā)明的有益效果在于：

19、1.本發(fā)明的制備方法采用磁控濺射技術(shù)，首先在鈦基牙種植體表面濺射鉭涂層；隨后，通過渦流感應(yīng)加熱技術(shù)，對(duì)表面鍍鉭的牙種植體進(jìn)行感應(yīng)加熱處理，在渦流環(huán)境下原子高速遷移，能夠在數(shù)秒之內(nèi)完成ti/ta元素之間的梯度分布。本發(fā)明通過磁控濺射與渦流感應(yīng)加熱的協(xié)同作用，快速獲得表面具有梯度鉭的鈦基牙種植體，涂層致密均勻，效率極高，能夠快速、大批量產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。

20、2.本發(fā)明制得的表面具有梯度鉭的鈦基牙種植體，實(shí)現(xiàn)了鈦基與鉭的一體化。這種一體化成型工藝相較于傳統(tǒng)現(xiàn)有醫(yī)用鉭涂層技術(shù)，制備的產(chǎn)品不存在明顯的ti/ta分體界面，使得牙種植體材料與ta合金化，從而確保了涂層不會(huì)發(fā)生剝落，提高了鉭的可靠性，能夠?qū)崿F(xiàn)牙種植體在人體內(nèi)發(fā)揮長(zhǎng)期穩(wěn)定的作用。

技術(shù)特征：

1.一種表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法，其特征在于，所述鈦基牙種植體為ti6al4v鈦合金或純鈦材質(zhì)；所述鉭靶材采用純鉭靶材或ta-cu合金靶材。

3.如權(quán)利要求1所述的一種表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中的預(yù)設(shè)溫度值為400℃-450℃。

4.如權(quán)利要求1所述的一種表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法，其特征在于，所述步驟s3中的預(yù)設(shè)壓力值為4.0×10-1pa-6.0×10-1pa。

5.如權(quán)利要求1所述的一種表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法，其特征在于，所述步驟s3中的磁控濺射使用的電源為直流磁控濺射電源，濺射功率設(shè)定為4kw，脈沖負(fù)偏壓為-100v，占空比為80%。

6.如權(quán)利要求1所述的一種表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法，其特征在于，所述磁控濺射鍍膜的時(shí)間為40min-60min。

7.如權(quán)利要求1所述的一種表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法，其特征在于，所述步驟s5中的渦流感應(yīng)加熱設(shè)備的感應(yīng)電流控制在200a-300a之間。

8.如權(quán)利要求1所述的一種表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法，其特征在于，所述步驟s5中的感應(yīng)加熱時(shí)間為5s-10s。

9.如權(quán)利要求1所述的一種表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法，其特征在于，所述步驟s6制得的表面具有梯度鉭的鈦基牙種植體表面鉭的梯度區(qū)厚度為3μm-4μm。

10.如權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法所制備的表面梯度鉭的鈦基牙種植體。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于鈦基牙種植體制備技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種表面梯度鉭的鈦基牙種植體的制備方法及其產(chǎn)品，具體包括以下步驟：S1，將鈦基牙種植體裝入工作室，并在工作室內(nèi)放置鉭靶材；S2，對(duì)工作室進(jìn)行抽真空操作，隨后打開加熱器，將溫度加熱至預(yù)設(shè)溫度值；S3，向工作室內(nèi)通入氬氣，達(dá)到預(yù)設(shè)壓力值，隨后開始磁控濺射鍍膜；S4，冷卻至室溫，將形成的鍍鉭牙種植體取出；S5，隨后采用渦流感應(yīng)加熱設(shè)備對(duì)鍍鉭牙種植體進(jìn)行感應(yīng)加熱；S6，冷卻至室溫，制得表面具有梯度鉭的鈦基牙種植體。本發(fā)明通過磁控濺射與渦流感應(yīng)加熱的協(xié)同作用，快速獲得表面具有梯度鉭的鈦基牙種植體，涂層致密均勻，效率極高，能夠快速、大批量產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：周青,王強(qiáng),張桂榮,徐延
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽市口腔醫(yī)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15