RO133094B1 - IMPLANT OSOS DIN TITAN SAU ALIAJE DE TITAN, ŞI PROCEDEU ELECTROCHIMIC DE OBŢINERE A UNOR NANOTUBURI DE TiO 2 PE SUPRAFAŢA ACESTUIA - Google Patents
IMPLANT OSOS DIN TITAN SAU ALIAJE DE TITAN, ŞI PROCEDEU ELECTROCHIMIC DE OBŢINERE A UNOR NANOTUBURI DE TiO 2 PE SUPRAFAŢA ACESTUIA Download PDFInfo
- Publication number
- RO133094B1 RO133094B1 ROA201800624A RO201800624A RO133094B1 RO 133094 B1 RO133094 B1 RO 133094B1 RO A201800624 A ROA201800624 A RO A201800624A RO 201800624 A RO201800624 A RO 201800624A RO 133094 B1 RO133094 B1 RO 133094B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- nanotubes
- weight
- anodizing
- implant
- titanium
- Prior art date
Links
- 239000007943 implant Substances 0.000 title claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 239000010936 titanium Substances 0.000 title claims description 25
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 22
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 title claims description 18
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 14
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title description 4
- 238000007743 anodising Methods 0.000 claims description 30
- 239000004053 dental implant Substances 0.000 claims description 17
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims description 15
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 12
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims description 8
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 claims description 7
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 6
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 claims description 4
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 101000742859 Homo sapiens Retinoblastoma-associated protein Proteins 0.000 description 5
- 102100038042 Retinoblastoma-associated protein Human genes 0.000 description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 201000008968 osteosarcoma Diseases 0.000 description 5
- 241000264877 Hippospongia communis Species 0.000 description 4
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N aluminum;calcium;potassium;silicon;sodium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na].[Al].[Si].[K].[Ca] JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 229940122361 Bisphosphonate Drugs 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 206010016654 Fibrosis Diseases 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001124320 Leonis Species 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000010065 bacterial adhesion Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 150000004663 bisphosphonates Chemical class 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 208000037976 chronic inflammation Diseases 0.000 description 1
- 230000006020 chronic inflammation Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000004761 fibrosis Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010883 osseointegration Methods 0.000 description 1
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000017423 tissue regeneration Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Prostheses (AREA)
Description
Invenția se referă la un implant osos din titan sau aliaje de titan și la un procedeu electrochimie de obținere a unor nanotuburi de TiO2 pe suprafața acestuia, în special pe implanturi dentare, în vederea realizării unei biocompatibilități îmbunătăție cu substratul osos, destinate utilizării în domeniul medical.
Este cunoscut din brevetul EP 2164425 B1 un implant având o suprafață nanotubulară obținut prin folosirea unei tehnici de anodizare la o tensiune de 20 V timp de 20 min, cu obținerea unor nanotuburi cu o dimensiune a porilor de circa 80 nm și o lungime de circa 400 nm.
De asemenea, este cunoscut din brevetul ES 2552278 B1 un procedeu electromagnetic de acoperire a unui implant de titan nanostructurate biocompatibile cu proprietăți antibacteriene format dintr-un strat de titan fabricat pe biomateriale cu aplicare în implantologie osoasa, caracteristicile nanotopografice ale acestor implanturi inhiba aderența bacteriana și formarea biofilmului bacterian la suprafață, prezentând simultan proprietăți adecvate pentru aderența, extinderea și proliferarea celulelor formatoare de oase.
Este cunoscut din brevetul KR 101274229 B1 un procedeu de obținere de TiO2 la suprafața piesei din titan prin pulverizarea cu hodroxiapatită, dezavantajele acestei metode constau în faptul că grosimea stratului depus nu este uniformă, iar aderența acestuia este inferioară structurilor obținute prin anodizare, deoarece este realizată prin legături slabe, de tip Van der Waals.
Studiile in vivo au evidențiat ca nanotuburile de TiO2 prezintă o biocompatibilitate îmbunătățiă cu substratul osos (Williams, D.F. Biomaterials 2008, 29, 2941, Kasemo, B. J. Prosthet. Dent. 1983, 49, 832, McCafferty, E.; Wightman, J.P. Appl. Surf. Sci. 1999, 143, 92, Webster, T.J.; Ergun, C; Doremus, R.H. Siegel, R.W.; Bizios, R. Biomaterials 2000, 21, 1803) și nu determină apariția fibrozei sau inflamațiilor cronice (Popat, K.C.; Leoni, L; Grimes, CA.; Desai, TA. Biomaterials 2007, 28, 3188).
Structurile din dioxid de titan obținute pe suprafața implanturilor din titan au obținut o recunoaștere unanimă datorită beneficiilor pe care le induc, acestea îmbunătățind bioreactivitatea, osteointegrarea precum și refacerea țesuturilor.
Un alt procedeu de obținere a structurilor de TiO2 pe suprafața titanului este dezvăluit în cererea de brevet KR 20110082658 A, conform căruia celula electrochimică este formată dintr-un anod de titan sau un aliaj de titan, un catod de platină, tungsten sau argint și o soluție de electrolit cuprinzând glicerol, fluorură de amoniu 0,4 la 2,0% în greutate și apă 10 la 50% în greutate din totalul soluției de electrolit, iar oxidarea anodică este efectuată sub o tensiune constantă de 10 la 50 V și o densitate de curent constantă de 5 la 50 mA/cm2, tensiunea finală fiind menținută timp de 30 min la 3 h, urmată de o etapă de infiltrare a unui medicament bisfosfonat la suprafața implantului.
Din cererea de brevet KR 20100075032 A, este cunoscut un procedeu de obținere a unei matrice de nanotuburi de oxid de titan, care cuprinde următoarele etape: pre-tratarea suprafeței unui metal selectat din grupul constând din Hf, Zr, Ta, Nb, Ti și W pentru obținerea unei planeități corespunzătoare, folosind o lustruire chimică sau o lustruire mecanică, urmată de formarea unor nanotuburi poroase prin anodizarea succesivă a piesei metalice fără film de oxid.
De asemenea cererea de brevet CN 103628111 A, dezvăluie un procedeu de preparare a unei rețele ordonate de nanotuburi de TiO2 pe o rețea de Ti cu suprafață mare, prin oxidare anodică într-o celulă conținând un electrolit cu fluor.
RO 133094 Β1
Se cunoaște din brevetul R0131205 B1, un procedeu pentru acoperirea implanturilor 1 medicale pe bază de titan care constă în obținerea unei suspensii bazice de clinoptilolit, prin agitare timp de 30 min, la o temperatură de 80°C, care se introduce într-o autoclavă din oțel 3 inoxidabil căptușită cu teflon, în suspensia bazică se suspendă vertical implantul cu două inele de teflon dispuse perpendicular unul pe celălalt, curățat în prealabil cu o soluție care 5 conține mai puțin de 10% sodă caustică și mai puțin de 5% agenți tensioactivi neionici și glicol, clătit cu apă distilată din abundență, uscat prin presare între două hârtii de filtru, și 7 menținut la temperatura camerei timp de 1 ...2 h înainte de a fi imersat în suspensia bazică de clinoptilolit, după care autoclavă se introduce într-o etuvă cu convecție, și se menține timp 9 de24...72 h la o temperatură cuprinsă în intervalul 100...230°C, apoi se scoate autoclava din etuvă și se răcește brusc cu apă de la robinet, se scoate implantul, se spală cu apă distilată, 11 presându-se între hârtii de filtru, și se lasă la uscat la temperatura camerei.
Problema tehnică pe care își propune să o rezolve invenția constă în stabilirea unui 13 procedeu care să permită controlul simultan al diametrului porilor, înălțimii și a densității nanotuburilor de TiO2 pentru obținerea unor nanostructuri de tuburi asamblate cu o con- 15 figurație regulată.
Procedeul electrochimie conform invenției, constă în obținerea unui implant osos din 17 titan sau aliaj din titan, acoperit la suprafață cu nanotuburi de TiO2 forma cilindrică, diametru exterior de 130 nm la 200 nm, diametru interior de de 100 nm la 160 nm, grosime a peretelui 19 de 15 nm la 20 nm, lungime de 1,4 pm 2,2 pm nanotuburile fiind așezate sub formă de fagure la o densitate de 25000000 la 59000000 de nanotuburi pe mm2. 21
Procedeul conform invenției cuprinde următoarele etape succesive:
- un tratament mecanic preliminar de suprafață cuprinzând succesiv o operație de 23 sablare cu perle ceramice timp de 10...30 sec, o operație de sablare cu electro-corindon timp de 5...15 sec și o operație de sablare cu coji de nucă de cocos timp de 30...60 sec; 25
- degresare chimică cu vapori de solvenți organici la o temperatură cuprinsă între 45...70°C, urmată de o degresare chimică cu o soluție de NaOH 7...15% la 45...70°C și 27 clătire cu apă ultrapură;
- pre-anodizare la o densitate de curent constantă cuprinsă între 0,0712 mA/cm2 și 29 0,7 mA/cm2 pentru o perioadă de timp de 5...150 min, sub agitare ultrasonică la 40 KHz, implantul funcționând ca anod iar catodul fiind un electrod din platină sau oțel; 31
- o anodizareîntr-o soluție de electrolit care cuprinde etilenglicol 70...96%în greutate, glicerină 0,1...5% în greutate, apă 2...20% în greutate, alchilbenzosulfonat de sodiu 1...50 33 ppm în greutate, fluorură de amoniu 0,5...5% în greutate toate față de greutatea totală a electrolitului, cu aplicarea unei tensiuni crescătoare cu viteza de 1 V/min, de la valoarea 35 inițială până la 50 V, urmată de menținerea acestei valori pentru o perioadă de timp cuprinsă între 6 și 14 h, la o temperatură cuprinsă între 10 și 55°C; 37
- spălare post-anodizare cu apă ultrapură până la obținerea unui gradient mai mic de uS/cm între două spălări succesive, urmată de uscarea în aer purificat. 39
Cu ajutorul procedeului electrochimie, se pot îmbunătăți suprafețele unor implanturi osoase, de preferință a unor implanturi dentare, prin realizarea unor nanotuburi de TiO2 cu 41 o structură regulată, sub formă de fagure, cu următoarele caracteristici si dimensiuni medii: forma cilindrică, diametru exterior de 200 nm, diametru interior de 160 nm, grosime a perete- 43 lui de 20 nm, lungime de 2,20 m și o densitate de 25000000 de nanotuburi pe mm2. Probele au fost realizate prin anodizare pe durata a 14 h. 45
Prezenta invenție permite realizarea de nanotuburi din TiO2 pe implanturi dentare la dimensiuni și forme reale, acesta fiind un element de noutate esențial; pentru exemplificare, 47 în fig. 2 este redată suprafața unui implant produs prin prelucrare mecanică, înainte de anodizare, la o mărire de 12000x, iarîn Fig. 3. este redată suprafața unui implant produs prin 49 prelucrare mecanică, după inițierea unui proces anodizare, incidența laterală, la o mărire de 20000x. 51
RO 133094 Β1
Toate celelalte încercări de până acum s-au efectuat pe probe plane (disc sau rectangulare), fapt ce simplifică mult din economia proceselor electrochimice care au loc în timpul anodizării.
Termenul apă ultrapură este definit ca fiind o apă distilată cu un conținut total de solide dizolvate mai mic de 2 ppm având o concentrație de molecule de H2O apropiată de 99,9998%.
Procedeul conform invenției prezintă următoarele avantaje față de procedeele cunoscute din stadiul tehnicii:
- tratamentul mecanic preliminar în 3 etape de durate diferite, permite formarea unei suprafețe destinate atacului anodic, suprafață ce prezintă o rugozitate uniformă și controlabilă în funcție de tratament;
- compoziția electrolituIui permite obținerea pe suprafața implanturilor a unor densități de nanostructuri diferite, controlabile prin varierea concentrațiilor componenților soluției de electrolit;
- înălțimea structurilor nanometrice este controlabilă prin varierea timpului total de anodizare;
- diametrul interior al nanotuburilor este controlabil prin varierea densității de curent în etapa de pre-anodizare și a vitezei de creșterea a tensiunii de anodizare, în etapa de anodizare;
- distribuția uniformă a nanotuburilor obținute prin anodizare este controlabilă prin dimensiunile și geometria tridimensională a catodului;
- datorită caracteristicilor sale, procedeul conform invenției permite aplicarea la nivel industrial.
în fig. 1, este redată diagrama fluxului procedeului electrolitic de obținere prin anodizare a unor tuburi de TiO2 pe implanturi osoase.
în fig. 2, este redată suprafața unui implant produs prin prelucrare mecanică, înainte de anodizare, la o mărire de 12000x, cu denumirea comercială Dentix Millennium.
în fig. 3, este redată suprafața unui implant Dentix Millennium produs prin prelucrare mecanică, după inițierea unui proces anodizare, incidența laterală, la o mărire de 20000x.
în fig. 4, este redată suprafața unui implant dentar (exemplul 1) realizat de Dentix Millennium SRL din Ti CP4 99,9%, vizualizare SEM la mărire de 50x.
în fig. 5, este redată suprafața unui implant dentar (exemplul 2) realizat de Dentix Millennium SRL din Ti CP4 99,9%, vizualizare SEM la mărire de 200x.
în fig. 6, este redată suprafața unui implant dentar (exemplul 2) realizat de Dentix Millennium SRL din Ti CP4 99,9%, vizualizare SEM la mărire de 2500x.
în fig. 7, este redată suprafața unui implant dentar (exemplul 1) realizat de Dentix Millennium SRL din Ti CP4 99,9%, acoperit cu un strat de TiO2, vizualizare SEM la mărire de 200x.
în fig. 8, este redată suprafața unui implant dentar (exemplul 1) realizat de Dentix Millennium SRL din Ti CP4 99,9%, acoperit cu un strat de nanotuburi de TiO2, vizualizare SEM la mărire de 2500x.
în fig. 9, este redată suprafața unui implant dentar (exemplul 1) realizat de Dentix Millennium SRL din Ti CP4 99,9%, acoperit cu un strat de nanotuburi de TiO2, vizualizare SEM la mărire de 20000x.
în fig. 10, este redată suprafața unui implant implant dentar (exemplul 2) realizat de Dentix Millennium SRL din Ti CP4 99,9%, vizualizare SEM la mărire de 50x.
în fig. 11, este redată suprafața unui implant dentar (exemplul 2) realizat de Dentix Millennium SRL din Ti CP4 99,9%, acoperit cu un strat de nanotuburi de TiO2, vizualizare SEM la mărire de 20000x.
RO 133094 Β1 în fig. 12, este redată suprafața a două implanturi dentare prezentate comparativ 1 (exemplul 1 și 2) realizate de Dentix Millennium SRL din Ti CP4 99,9%, acoperite cu un strat de nanotuburi de TiO2, vizualizare SEM la mărire de 20000x. 3 în fig. 13, este redată suprafața unui implant Dentix Millennium cu acoperire incipientă de nanotuburi de TiO2; procesul a fost întrerupt după etapa de pre-anodizare.5 în fig. 14, este redată suprafața unui implant Dentix Millennium cu acoperire de nanotuburi de TiO2, pe care s-au cultivat celule de osteo-sarcom.7 în continuare sunt redate exemple de realizare a invenției în legătură cu fig. 1...14.
Exemplul 19
Piesa de suport, în cazul de față un implant dentar din titan, realizat din Ti CP4 99,9%, redat în fig. 4 (vizualizare SEM la mărire de 50x) vizualizare SEM la mărire de 200x),11 fig. 5 (vizualizare SEM la mărire de 200x) și respectiv fig. 6 (vizualizare SEM la mărire de 2500x), obținut prin strunjire este supusă unui tratament mecanic preliminar de suprafață 13 cuprinzând succesiv o operație de sablare cu perle ceramice timp de 10 sec, o operație de sablare cu electro-corindon timp de 5 sec și o operație de sablare cu coji de nucă de cocos 15 timp de 30 sec. Piesa sablată este supusă unei operații de degresare chimică cu vapori de alcool izopropilic la o temperatură cuprinsă între 45...70°C, urmată de o degresare chimică 17 cu o soluție de NaOH 15% la 45...70°C și clătire cu apă ultrapură.
în continuare, este efectuată o pre-anodizare, în care piesa este introdusă într-o 19 celulă electrochimică și este legată la anod iar catodul este format dintr-un electrod de platină, la o densitate de curent constantă de 0,0712 mA/cm2 pentru o perioadă de timp de 21 150 min, sub agitare ultrasonică la 40 KHz. în continuare, în aceeași celulă se efectuează o anodizare într-o soluție de electrolit care cuprinde etilenglicol 70% în greutate, glicerină 5% 23 în greutate, apă 20% în greutate, alchilbenzosulfonat de sodiu 50 ppm în greutate, fluorură de amoniu 5% în greutate, față de cantitatea totală de electrolit, cu aplicarea unei tensiuni 25 crescătoare cu viteza de 1 V/min, de la valoarea inițială până la 50 V, urmată de menținerea acestei valori pentru o perioadă de timp de 14 h, la o temperatură de 55°C. în continuare, 27 piesa anodizată este supusă unei operații de spălare post-anodizare cu apă ultrapură până la obținerea unui gradient mai mic de 60 uS/cm între două spălări succesive, și uscată în aer 29 purificat.
Se obțin nanotuburi cu următoarele caracteristici: forma cilindrică, diametru exterior 31 de 200 nm, diametru interior de 160 nm, grosime a peretelui de 20 nm, lungime de 2,2 pm iar nanotuburile sunt așezate sub formă de fagure la o densitate de 25000000 de nanotuburi 33 pe mm2.
Suprafața unui implant dentar obținut conform procedeului redat în exemplul 1 se 35 poate observa din fig. 7 (vizualizare SEM la mărire de 200x) și fig. 8 (vizualizare SEM la mărire de 2500x), fig. 9 vizualizare SEM la mărire de 20000x. 37
Exemplul 2
Piesa de suport, în cazul de față este tot un implant dentar din titan, redat în fig. 10 39 (vizualizare SEM la mărire de 50x) obținut prin strunjire și supus apoi unui tratament mecanic preliminar de suprafață cuprinzând succesiv o operație de sablare cu perle ceramice timp 41 de 10 sec, o operație de sablare cu electro-corindon timp de 5 sec și o operație de sablare cu coji de nucă de cocos timp de 30 sec. Piesa sablată este supusă unei operații de degre- 43 sare chimică cu vapori de alcool izopropilic la o temperatură cuprinsă între 45. ,.70°C, urmată de o degresare chimică cu o soluție de NaOH 15% la 45...70°C și clătire cu apă ultrapură. 45 în continuare, este efectuată o pre-anodizare, în care piesa este introdusă într-o celulă electrochimică și este legată la anod iar catodul este format dintr-un electrod de platină, la o 47 densitate de curent constantă de 0,055 mA/cm2 pentru o perioadă de timp de 150 min, sub
RO 133094 Β1 agitare ultrasonică la 40 KHz. în continuare, în aceeași celulă se efectuează o anodizare întro soluție de electrolit care cuprinde etilenglicol 72,5% în greutate, glicerina 5% în greutate, apă 20% în greutate, alchilbenzosulfonat de sodiu 50 ppm în greutate, fluorură de amoniu 2,5% în greutate, față de cantitatea totală de electrolit, cu aplicarea unei tensiuni crescătoare cu viteza de 1 V/min, de la valoarea inițială până la 50 V, urmată de menținerea acestei valori pentru o perioada de timp de 7 h, la o temperatură de 55°C. în continuare, piesa anodizată este supusă unei operații de spălare post-anodizare cu apă ultrapură până la obținerea unui gradient mai mic de 60 uS/cm între două spălări succesive, și uscată în aer purificat.
Se obțin nanotuburi cu următoarele caracteristici: forma cilindrică, diametru exterior de 130 nm, diametru interior de 100 nm, grosime a peretelui de 15 nm, lungime de 1,4 pm, nanotuburile fiind așezate sub formă de fagure la o densitate de 59000000 de nanotuburi pe mm2.
Suprafața implantului dentar obținut conform procedeului redat în exemplul 2, se poate observa din fig. 11 (vizualizare SEM la mărire de 20000x).
Din fig. 12 se poate constata atât modificarea diametrului, cât și a grosimii pereților și a înălțimii tuburilor în cele două regimuri de anodizare prezentate în exemplele 1 și respectiv 2, imaginile fiind în ambele cazuri vizualizări SEM la o mărire de 20000x.
Exemplul 3
Demonstrarea biocompatibilității s-a efectuat prin studii in vitro, pe culturi celulare de osteo-sarcom și prin studii in vivo, prin implantarea la iepuri.
Pentru evidențierea creșterii in vitro a celulelor de osteo-sarcom pe suprafața unui implant cu acoperire de nanotuburi de TiO2 sunt prezentate comparativ imaginile suprafeței respectivului implant după etapa de pre-anodizare și după acoperirea cu tuburi de TiO2, pe care s-au cultivat celule de osteo-sarcom. Astfel, în fig. 13 este redată suprafața unui implant cu acoperire incipientă de nanotuburi de TiO2 în care procedeul a fost întrerupt după etapa de pre-anodizare și în fig. 14 este evidențiată suprafața unui implant cu acoperire de nanotuburi de TiO2, pe care s-au cultivat celule de osteo-sarcom. Se observă acoperirea uniformă a suprafeței, forma plană, cu multiple prelungiri, fapt ce demonstrează că suprafața este înalt biocompatibilă.
Claims (4)
- Revendicări 11. Implant osos din titan, caracterizat prin aceea că, este acoperit la suprafață cu 3 nanotuburi de TiO2, cu de forma cilindrică, diametru exterior de 130 nm la 200 nm, diametru interior de 100 nm la 160 nm, grosime a peretelui de 15 nm la 20 nm, lungime de 1,4 pm 5 2,2 pm nanotuburile fiind așezate sub formă de fagure la o densitate de 25000000 la 59000000 de nanotuburi pe mm2. 7
- 2. Implant osos din titan conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, este un implant dentar. 9
- 3. Procedeu electrochimie de obținere a unor nanotuburi de TiO2 pe suprafața unui implant osos printr-un proces de anodizare, caracterizat prin aceea că, cuprinde 11 următoarele etape succesive:- tratament mecanic preliminar de suprafață cuprinzând sablarea cu perle ceramice 13 timp de 10...30 sec, urmată de sablare cu electro-corindon timp de 5...15 sec și apoi sablare cu coji de nucă de cocos timp de 30...60 sec; 15- degresare chimică cu vapori de solvenți organici la o temperatură cuprinsă între45...70°C, urmată de o degresare chimică cu o soluție de NaOH 7...15% la 45...70°C și 17 spălare cu apă ultrapură;- pre-anodizare la o densitate de curent constantă cuprinsă între 0,0712 mA/cm2 și 19 0,7 mA/cm2 pentru o perioadă de timp de 5...150 min, sub agitare ultrasonică la 40 KHz, implantul funcționând ca anod iar catodul fiind un electrod din platină sau oțel; 21- anodizare într-o soluție de electrolit care cuprinde etilenglicol 70...96% în greutate, glicerina 0,1...5% în greutate, apă 2...20% în greutate, alchilbenzosulfonat de sodiu 23 1 ...50 ppm în greutate, fluorură de amoniu 0,5...5% în greutate toate față de greutatea totală a electrolitului, cu aplicarea unei tensiuni crescătoare cu viteza de 1 V/min, de la valoarea 25 inițială până la 50 V, urmată de menținerea acestei valori pentru o perioadă de timp cuprinsă între 6 și 14 h, la o temperatură cuprinsă între 1O...55°C; 27- spălare post-anodizare cu apă ultrapură până la obținerea unui gradient mai mic de 60 uS/cm între două spălări succesive, urmată de uscarea în aer purificat. 29
- 4. Procedeu electrochimie conform revendicării 3, caracterizat prin aceea că, nanotuburile de TiO2 obținute au o structură regulată sub formă de fagure. 31
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201800624A RO133094B1 (ro) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | IMPLANT OSOS DIN TITAN SAU ALIAJE DE TITAN, ŞI PROCEDEU ELECTROCHIMIC DE OBŢINERE A UNOR NANOTUBURI DE TiO 2 PE SUPRAFAŢA ACESTUIA |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201800624A RO133094B1 (ro) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | IMPLANT OSOS DIN TITAN SAU ALIAJE DE TITAN, ŞI PROCEDEU ELECTROCHIMIC DE OBŢINERE A UNOR NANOTUBURI DE TiO 2 PE SUPRAFAŢA ACESTUIA |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO133094A0 RO133094A0 (ro) | 2019-02-28 |
| RO133094B1 true RO133094B1 (ro) | 2021-01-29 |
Family
ID=65442907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201800624A RO133094B1 (ro) | 2018-08-29 | 2018-08-29 | IMPLANT OSOS DIN TITAN SAU ALIAJE DE TITAN, ŞI PROCEDEU ELECTROCHIMIC DE OBŢINERE A UNOR NANOTUBURI DE TiO 2 PE SUPRAFAŢA ACESTUIA |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO133094B1 (ro) |
-
2018
- 2018-08-29 RO ROA201800624A patent/RO133094B1/ro unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO133094A0 (ro) | 2019-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sasikumar et al. | Surface modification methods for titanium and its alloys and their corrosion behavior in biological environment: a review | |
| CN105671612B (zh) | 具有微弧氧化涂层的多孔金属植入物及制备方法 | |
| Jiang et al. | Preparation, corrosion resistance and hemocompatibility of the superhydrophobic TiO2 coatings on biomedical Ti-6Al-4V alloys | |
| CN101545109A (zh) | 一种具有表面生物活性层的钛或钛合金及其制备方法 | |
| CN102586786B (zh) | 一种钛表面形成分级多孔形貌的方法 | |
| Louarn et al. | Nanostructured surface coatings for titanium alloy implants | |
| CN101603196B (zh) | 一种提高医用金属钛生物性能的表面处理方法 | |
| CN102409382A (zh) | 一种金属植入物生物活性涂层及其制备方法 | |
| Xu et al. | Osteogenic TiO2 composite nano-porous arrays: A favorable platform based on titanium alloys applied in artificial implants | |
| CN111482600A (zh) | 一种基于增材制造技术的纯钛或钛合金表面微/纳结构的构建方法和应用 | |
| CN101560685A (zh) | 一种钛合金表面制备生物活性涂层的方法 | |
| Ulfah et al. | Effect of cathode material on the morphology and osseointegration of TiO2 nanotube arrays by electrochemical anodization technique | |
| CN112281199B (zh) | 基于溶液体系的超声辅助微弧氧化复合膜层的制备与应用 | |
| CN104911674B (zh) | 一种多孔金属材料表面的生物活性涂层及其制备方法 | |
| JP2661451B2 (ja) | インプラントとその製造方法 | |
| CN105963780A (zh) | 用于医用多孔钛的二氧化钛纳米管/羟基磷灰石复合涂层及其制备方法 | |
| Li et al. | Chemical surface modification of metallic biomaterials | |
| RO133094B1 (ro) | IMPLANT OSOS DIN TITAN SAU ALIAJE DE TITAN, ŞI PROCEDEU ELECTROCHIMIC DE OBŢINERE A UNOR NANOTUBURI DE TiO 2 PE SUPRAFAŢA ACESTUIA | |
| CN112914762B (zh) | 一种钛合金牙种植体表面处理工艺 | |
| Giordano et al. | Physical and biological characterizations of a novel multiphase anodic spark deposition coating to enhance implant osseointegration | |
| CN103526196A (zh) | 一种具有分级结构的Ti涂层硬组织替换材料的制备方法 | |
| KR20180078620A (ko) | 친수성 표면을 갖는 임플란트의 제조방법 | |
| CN112301399A (zh) | 一种牙科种植体的表面处理方法 | |
| CN116024630A (zh) | 一种多孔钛合金支架表面生物活性层及其制备方法 | |
| CN1228098C (zh) | 金属基多孔金属氧化物/羟基磷灰石复合人工骨及制备方法 |