包含覆蓋有單分子磷酸鹽層的陶瓷主體的牙科植入物或基牙的制作方法
【專利說明】包含覆蓋有單分子磷酸鹽層的陶瓷主體的牙科植入物或基 牙
[0001] 本發(fā)明涉及一種包含陶瓷主體的牙科植入物或基牙（abutment)、包含容器和牙科 植入物或基牙的試劑盒以及用于制備所述牙科植入物或基牙的方法。
[0002] 植入物（例如牙科植入物）為本領(lǐng)域公知的。它們通常由生物相容并且另外具有 低彈性模量和高強度的材料組成。
[0003] 除了其生物相容性及其機械性質(zhì)以外，植入物的骨整合性質(zhì)通常是很重要的。術(shù) 語〃骨整合〃指定在活的骨與攜帶載荷的植入物的表面之間直接的結(jié)構(gòu)和功能連接。良好 的骨整合意味著通過將植入物擰入骨中達(dá)到初級穩(wěn)定性之后，植入物在短的治愈時間內(nèi)安 全地骨化，使得在植入物和骨之間得到永久結(jié)合。
[0004] 目前使用的牙科植入物和基牙通常由金屬（例如，鈦）或陶瓷（例如，基于氧化鋯 的陶瓷）組成，由于這些材料的生物相容性和有利的機械性質(zhì)。
[0005] 與通常暗色的金屬植入物相反，陶瓷材料具有顏色可與天然牙齒的顏色密切匹配 的優(yōu)點。因此已進(jìn)行努力來提供牙科植入物，特別是基牙，其中至少在放置在患者的頜中后 可見的那些部分由陶瓷材料制成。
[0006] 為了實現(xiàn)植入物的優(yōu)化的骨整合，已開發(fā)若干表面處理： EP 1 450 722涉及一種由氧化鋯陶瓷制成的牙科植入物，在磨料噴砂后，使用磷酸、硫 酸、鹽酸或它們的混合物對其進(jìn)行處理。
[0007] EP 1 982 670公開了一種用于提供具有表面粗糙度的植入物的方法，即通過噴 沙、研磨和/或注塑技術(shù)，接著使用氫氟酸溶液蝕刻。
[0008] 作為以上減去方法（Subtractive process)的備選，還公知提供具有合適的涂層 的植入物表面，以改進(jìn)其骨整合性質(zhì)。這樣的涂層包括，例如，金屬或陶瓷涂層、羥磷灰石涂 層或包含生物活性因子（例如骨生長增強因子或骨形態(tài)發(fā)生蛋白質(zhì)）的涂層。
[0009] US 2003/0157349涉及一種包括金屬或氧化物陶瓷基底和基底表面上的金屬氧化 物層的骨傳導(dǎo)生物材料，其在一部分氧化物層上至少含有包含磷酸二氫鹽、氫氧化鈦、氫氧 化鋯、氫氧化鈮、氫氧化鉭或氫氧化硅的涂層。通過在磷酸鹽緩沖液或類似的溶液中浸泡 基底，和在l〇〇°C或更高的溫度和0.1 MPa或更高的壓力下使其經(jīng)歷水熱處理，形成所述涂 層。在這樣得到的表面中，已施用的化學(xué)物類通常在約0. 1-0. 8 μ m的深度范圍發(fā)現(xiàn)。 [0010] 當(dāng)提供具有這樣的涂層的陶瓷主體時，重要的是不會由于涂層而失去陶瓷材料的 有利性質(zhì)。另外，一旦在人體中植入，施用的涂層材料必須不具有任何不期望的副作用。出 于該原因，在過去已選擇薄的基于磷的涂層。
[0011] US 2006/0194008公開了由具有多個表面功能性的鈦制成的裝置，其已提供有基 于磷的涂層。該涂層具有多個與可植入基底的氧化物表面共價結(jié)合的磷酸鹽部分、多個膦 酸鹽部分或二者。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，這些基于磷的涂層的厚度小于約10 rim。
[0012] 根據(jù)US 2006/0194008的一個實施方案，在小于3的pH下，裝置表面用磷酸處理。 由于這些相當(dāng)苛刻的條件，裝置的鈦表面部分溶解，并且形成三維磷酸鈦復(fù)合物。由于在這 些條件下陶瓷表面為惰性的，不可能向陶瓷表面施用類似的涂層。此外，通過施用磷酸鈦復(fù) 合物，顯著改變裝置的表面結(jié)構(gòu)。
[0013] US 4, 962, 073涉及包含金屬氧化物/氫氧化物的經(jīng)表面處理的多孔陶瓷膜。與膜 的金屬氧化物/氫氧化物表面化學(xué)結(jié)合的是一種或多種磷酸酯的單分子層。
[0014] 另外，WO 02/40073公開了骨內(nèi)植入物，其表面已用至少一種攜帶至少一個膦酸基 的有機化合物或其鹽處理。假定這些膦酸酯與植入物的表面形成共價結(jié)合。
[0015] US 2010/0131062涉及一種在植入物的表面上施用結(jié)晶納米顆粒的方法，以在其 表面上產(chǎn)生具有結(jié)晶納米顆粒層的植入物。對于植入物，發(fā)現(xiàn)磷酸鈣和羥磷灰石納米顆粒 為合適的。然而，所述納米顆粒在表面上形成結(jié)晶層，其可在機械應(yīng)力下剝離。
[0016] 對于牙科植入物的良好整合，不僅重要的是與骨形成強結(jié)合（即，良好的骨整 合），而且植入物對軟組織不具有不利的作用。關(guān)于這一點，還已發(fā)現(xiàn)在放置牙科植入物之 后，植入物或基牙的軟組織整合對整體治愈起到?jīng)Q定性作用。
[0017] 結(jié)果是，牙科植入物和基牙還已經(jīng)歷各種表面處理，以改進(jìn)軟組織整合。例如，已 發(fā)現(xiàn)變粗糙的、羥基化的和親水的表面對軟組織整合具有積極效果（參見例如，EP 1 825 828、EP 1 825 829 或EP 1 825 830)。
[0018] 本發(fā)明的問題是提供一種由陶瓷制成的牙科植入物或基牙，其特征為特別良好的 整合。
[0019] 通過權(quán)利要求1的牙科植入物或基牙、權(quán)利要求12的包含容器和牙科植入物或基 牙的試劑盒和權(quán)利要求14的用于制備所述牙科植入物或基牙的方法，解決該問題。優(yōu)選的 實施方案為從屬權(quán)利要求的主題。
[0020] 本發(fā)明的特征為包含具有表面的陶瓷主體的牙科植入物或基牙。所述陶瓷主體包 含氧化鋯（即，鋯氧化物）作為主要成分。所述牙科植入物或基牙的特征在于陶瓷主體的 至少第一表面積覆蓋有厚度小于1.0 nm的至少基本上單分子磷酸鹽層。因此，陶瓷主體的 至少一部分表面積覆蓋有相對薄的磷酸鹽層。磷酸鹽層含有至少一種選自正磷酸鹽、多磷 酸鹽、環(huán)磷酸鹽和它們的混合物的磷酸鹽。因此，本發(fā)明涉及一種具有基于氧化鋯的陶瓷主 體的牙科植入物或基牙，其表面至少部分覆蓋有厚度小于1. 〇 nm的至少基本上單分子磷酸 鹽層。
[0021] 在本申請中從始至終使用的"牙科植入物"為在牙科領(lǐng)域使用的植入物，用于置換 一個或多個牙齒或牙齒的至少一部分?？偟膩碚f，牙科植入物包含至少錨定部分和安裝部 分，所述錨定部分用于在頜骨中錨定植入物和所述安裝部分用于連接基牙、牙冠或類似部 件。本發(fā)明的牙科植入物不局限于任何具體的形狀，并且可特別是單-部分或兩-部分的 植入物，如本領(lǐng)域通常已知的。
[0022] 在本申請中從始至終使用的"基牙"為用于牙科植入物的單獨安裝部分，其旨在與 牙科植入物和牙冠連接。同樣，本發(fā)明的基牙不局限于任何具體的形狀。
[0023] 本發(fā)明的牙科植入物或基牙的陶瓷主體包含氧化鋯作為主要成分。因此，陶瓷主 體由基于氧化鋯的材料制成。氧化鋯顯示與其它牙科材料沒有相互作用，并且為電中性的。 因為友好的牙齦反應(yīng)并且由于牙斑似乎較少與該材料連接的事實，其還具有低炎癥風(fēng)險。 此外，氧化鋯具有淺顏色，因此可密切適應(yīng)天然牙齒顏色。另外，本發(fā)明的陶瓷主體為高度 抗性、生物相容的，并且可加工成為期望的形狀用于牙科植入物或基牙。
[0024] 在本申請中從始至終使用的"至少基本上單分子層"為覆蓋陶瓷主體表面的材料 薄層，層的厚度不大于約一個分子。例如，這樣的磷酸鹽層的厚度可為約0. 7-約I. 3個磷 酸鹽分子。因此，在平面方向，磷酸鹽層可具有任何尺寸，但是在正交方向局限于約一個分 子。此外，磷酸鹽層可為均勻或不規(guī)則的，并且在側(cè)向還可具有小的縫隙。因此，磷酸鹽分 子不必然在陶瓷表面上占據(jù)每一個單一吸附部位。為了使植入物或基牙表面親水，認(rèn)為在 陶瓷主體的表面上僅約10%的吸附部位需要被占據(jù)，與3X3超點陣可比。然而，優(yōu)選在陶 瓷表面上磷酸鹽分子的更致密的排列。
[0025] 優(yōu)選，本發(fā)明的牙科植入物或基牙包含覆蓋有單分子磷酸鹽層的陶瓷主體。在該 情況下，在測量精度內(nèi)，磷酸鹽層具有一個磷酸鹽分子的厚度。
[0026] 在本申請中從始至終使用的"磷酸鹽"為不包含任何有機取代基的磷酸基團。特 別是，本發(fā)明的磷酸鹽不包括磷酸酯或膦酸酯。
[0027] 意想不到地，已發(fā)現(xiàn)具有這樣的薄磷酸鹽層的陶瓷牙科植入物或基牙具有格外良 好的骨整合性質(zhì)。這可至少部分由以下發(fā)現(xiàn)解釋：陶瓷主體表面的親水性通過磷酸鹽覆蓋 而提高，由于良好的親水性通常同時具有良好的骨整合。
[0028] 此外，認(rèn)為在表面上的磷酸鹽導(dǎo)致與周圍骨組織有益的相互作用，從而進(jìn)一步改 進(jìn)在骨和植入物表面之間形成結(jié)合。另外，與US 4, 962, 073的磷酸酯形成對比，例如，在本 發(fā)明的覆蓋層中的磷酸鹽直接可用于摻入到新形成的骨中，而磷酸酯需要事先水解。
[0029] 另外，已發(fā)現(xiàn)周圍軟組織和植入物/基牙之間的相互作用是有益的，可能是由于 在陶瓷表面上的磷酸鹽層。
[0030] 由于所述層薄，認(rèn)為周圍骨或軟組織能與磷酸基團和陶瓷材料二者相互作用，導(dǎo) 致在陶瓷主體和骨/軟組織之間特別良好的連接。此外，本發(fā)明的涂層不易于剝離，這是較 厚涂層公知的問題。另外，即使涂層在患者的身體中降解，在植入物或基牙和周圍骨/軟組 織