一种在牙科种植体颈部制备单层石墨烯并加强石墨烯贴附强度的方法技术

一种在牙科种植体颈部制备单层石墨烯并加强石墨烯贴附强度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：通过石墨烯腐蚀基底法将成品铜箔基底单层石墨烯转移至牙科种植体圆柱状的颈部；以适当条件的热处理方法处理种植体，加强石墨烯与种植体颈部的贴附强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医用材料领域，涉及石墨烯，具体涉及一种在牙科种植体颈部制备单层石墨烯并加强石墨烯贴附强度的方法及其应用。
技术介绍
近年来，牙科种植体发展迅速，已经成为了缺失牙修复的首选方法。纯钛种植体的体部通过酸蚀喷砂进行粗化处理，已成为一项成熟的技术，但对于颈部的设计仍然存在争议。这主要是因为种植体颈部接触的环境复杂，其下部与骨组织接触，上部穿过口腔软组织，与带菌的口腔环境接触。如果也设计成粗糙表面会刺激牙龈，并且不利于细菌的清除；如果设计成光滑表面则可以减少细菌的贴附，但是同时也不利于成骨细胞的贴附，影响了成骨效果。石墨烯，一种单层碳原子在二维平面形成的独特材料，具有很多优异的理化性能以及逐渐受到重视的生物学性能，尤其是抗菌和促进成骨的作用。目前已有少量应用石墨烯改良材料生物性能的相关研究。但是在钛基底直接生长石墨烯镀层的制备非常困难，石墨烯涂层有碳化钛污染。通过化学气相沉积法在铜箔基底合成单层石墨烯，是目前合成大面积、高质量石墨烯的最为有效的手段。而后，可通过腐蚀基底法将单层石墨烯转移至目标基底，但转移后的石墨烯与基底材料之间的贴附强度不足将限制石墨烯作为改性材料的进一步临床应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足之处，本专利技术要解决的技术问题是提供一种在牙科种植体颈部制备单层石墨烯并加强石墨烯贴附强度的方法。为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：一种在牙科种植体颈部制备单层石墨烯并加强石墨烯贴附强度的方法，该方法包括以下步骤：通过石墨烯腐蚀基底法将成品铜箔基底单层石墨烯转移至牙科种植体颈部；石墨烯腐蚀基底法的步骤为：(1)按照基底大小剪裁铜箔基底石墨烯；(2)置于匀胶机中央，吸片，滴适量PMMA，低速匀胶：450转/分钟，10秒，高速匀胶：3000转/分钟，40秒；(3)280℃烘干4分钟；(4)等离子清洗机清洗40秒；(5)铜箔基底接触0.05g/mL FeCl3溶液，过夜，稀盐酸清洗石墨烯+PMMA复合物一次，10分钟；(6)蒸馏水清洗石墨烯+PMMA复合物三次，每次10分钟，以牙科种植体颈部作为承载表面，从蒸馏水中挑取复合物，缓慢旋转，使复合物自然贴附于种植体颈部圆柱状的表面上，之后丙酮蒸汽熏蒸30分钟。适当条件的热处理具体步骤为利用干烤箱，160℃加热2小时，此条件与医疗领域干热灭菌法的条件相同，在加强单层石墨烯与种植体颈部贴附强度的同时，还可以达到种植体灭菌的效果。该方法处理过的种植体应用于缺失牙种植修复，种植体的骨结合能力和抗感染能力明显增强。通过干热灭菌的温度进行热处理在达到灭菌目的的同时加强了转以后石墨烯与钛基底的贴附强度，通过扫描电镜观察到热处理后，石墨烯的金属及碳纤维划痕较未处理组减轻，且通过拉曼光谱证实，未处理组的金属及碳纤维划痕处未检测到石墨烯信号，仅为钛基底的信号，而处理组的划痕处可见石墨烯信号；通过在材料表面接种大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，收集菌液稀释涂板进行菌斑计数，发现单层石墨烯镀层的钛表面具有抗菌性能，且不受热处理的影响；通过碱性磷酸酶活性定量检测、骨钙素免疫荧光染色、茜素红染色、钙沉积定量检测和成骨相关基因表达检测等方法，发现在热处理后，单层石墨烯镀层的钛表面促进干细胞成骨向分化的性能未受到影响。通过动物体内实验发现颈部有单层石墨烯镀层的种植体骨结合和抗感染能力明显增强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1.扫描电镜观察不同温度热处理后金属探针及碳纤维头制作划痕的情况图2.不同温度热处理条件下金属探针及碳纤维头制作划痕处的拉曼光谱图3.石墨烯被覆钛表面后的抗菌性能A.三组材料的大肠杆菌菌液收集稀释后平板涂布照片；B.三组材料的大肠杆菌菌液收集稀释后平板涂布的菌落计数统计；C.三组材料冲洗消毒重复利用时的大肠杆菌菌液收集稀释后平板涂布照片；D.三组材料冲洗消毒重复利用时的大肠杆菌菌液收集稀释后平板涂布的菌落计数统计；E.三组材料的金黄色葡萄球菌菌液收集稀释后平板涂布照片；F.三组材料的金黄色葡萄球菌菌液收集稀释后平板涂布的菌落计数统计；G.三组材料冲洗消毒重复利用时的金黄色葡萄球菌菌液收集稀释后平板涂布照片；H.三组材料冲洗消毒重复利用时的金黄色葡萄球菌菌液收集稀释后平板涂布的菌落计数统计No Graphene：光滑钛表面 Graphene：被覆石墨烯的钛表面 Graphene-DH：160℃热处理的被覆石墨烯的钛表面 *：p＜0.05图4.成骨诱导后的碱性磷酸酶活性定量检测及骨钙素免疫荧光染色A.成骨诱导后hASCs的碱性磷酸酶活性定量；B.成骨诱导后hBMMSCs的碱性磷酸酶活性定量；C.成骨诱导14天后hASCs及hBMMSCs的骨钙素免疫荧光染色；No Graphene：光滑钛表面Graphene：被覆石墨烯的钛表面；Graphene-DH：160℃热处理的被覆石墨烯的钛表面*：p＜0.05图5.成骨诱导后hASCs及hBMMSCs茜素红染色照片及钙沉积定量A.成骨诱导后14、21天hASCs及hBMMSCs茜素红染色照片；B.成骨诱导hASCs钙沉积定量；C.成骨诱导hBMMSCs钙沉积定量；without OI：非成骨诱导培养基 with OI：成骨诱导培养基 No Graphene：光滑钛 Graphene：被覆石墨烯的钛表面 Graphene-DH：热处理的被覆石墨烯的钛表面 *：p＜0.05图6.各组材料表面hASCs和hBMMSCs成骨相关基因的表达A.成骨诱导后7、14天hASCs的Runx2基因表达 B.成骨诱导后7、14天hBMMSCs的Runx2基因表达 C.成骨诱导后7、14天hASCs的OCN基因表达 D.成骨诱导后7、14天hBMMSCs的OCN基因表达 E.成骨诱导后7、14天hASCs的OSX基因表达 F.成骨诱导后7、14天hBMMSCs的OSX基因表达without OI：非成骨诱导培养基 with OI：成骨诱导培养基 No Graphene：光滑钛 Graphene：被覆石墨烯的钛表面 Graphene-DH：热处理的被覆石墨烯的钛表面 *：p＜0.05图7.硬组织切片的苏木素-伊红(HE)染色照片without OI：非成骨诱导培养基 with OI：成骨诱导培养基 No Graphene：钛片 Graphene：石墨烯-钛片 Graphene-DH：热处理的石墨烯-钛片图8.硬组织切片的甲苯胺蓝染色照片without OI：非成骨诱导培养基 with OI：成骨诱导培养基 No Graphene：钛片 Graphene：石墨烯-钛片 Graphene-DH：热处理的石墨烯-钛片具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行进一步说明。下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步说明。一种在牙科种植体颈部制备单层石墨烯并加强石墨烯贴附强度的方法，该方法包括以下步骤：通过石墨烯腐蚀基底法将成品铜箔基底单层石墨烯转移至牙科种植体颈部；石墨烯腐蚀基底法的步骤为：(1)按本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在牙科种植体颈部制备单层石墨烯并加强石墨烯贴附强度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)通过石墨烯腐蚀基底法将成品铜箔基底单层石墨烯转移至牙科种植体颈部；(2)以适当条件的热处理方法处理种植体，加强石墨烯与种植体颈部的贴附强度。

【技术特征摘要】
1.一种在牙科种植体颈部制备单层石墨烯并加强石墨烯贴附强度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)通过石墨烯腐蚀基底法将成品铜箔基底单层石墨烯转移至牙科种植体颈部；(2)以适当条件的热处理方法处理种植体，加强石墨烯与种植体颈部的贴附强度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，石墨烯腐蚀基底法的步骤为：(1)按照基底大小剪裁铜箔基底石墨烯；(2)置于匀胶机中央，吸片，滴适量PMMA，低速匀胶：450转/分钟，10秒，高速匀胶：3000转/分钟，40秒；(3)280℃烘干4分钟；(4)等离子清洗机清洗40秒；(5)铜箔基底接触0.05g/mL Fe...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云松，周永胜，谷明，夏丹丹，
申请(专利权)人：北京大学口腔医学院，
类型：发明
国别省市：北京;11