[發(fā)明專利]在醫(yī)用鈦或鈦合金表面制備微納米復合結(jié)構(gòu)的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201210223080.8 | 申請日： | 2012-06-29 |
| 公開（公告）號： | CN102732898A | 公開（公告）日： | 2012-10-17 |
| 發(fā)明（設計）人： | 付濤;范吉堂;劉保國;蘇葦;董兵輝;周益敏 | 申請（專利權(quán)）人： | 西安交通大學 |
| 主分類號： | C23F17/00 | 分類號： | C23F17/00;A61L27/06 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責任公司 61200 | 代理人： | 朱海臨 |
| 地址： | 710049 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 醫(yī)用 鈦合金 表面 制備 納米 復合 結(jié)構(gòu) 方法 | ||
技術(shù)領域
本發(fā)明涉及一種對醫(yī)用鈦或鈦合金進行表面改性的方法，該方法結(jié)合噴砂處理、激光刻蝕、堿液-酸處理、水熱處理等方法，在基體表面形成微納米復合結(jié)構(gòu)，以改善材料的親水性及生物學性能。
背景技術(shù)
醫(yī)用金屬材料中，鈦和鈦合金因具有優(yōu)良的耐腐蝕性、強度、韌性以及相對低廉的價格，廣泛用于制造骨接板、人工關節(jié)、種植牙等硬組織植入體。在鈦和鈦合金表面形成微米粗糙結(jié)構(gòu)，有利于植入體與骨組織形成機械鎖合式結(jié)合，改善植入效果。進一步研究表明：（1）采用成骨細胞進行實驗，鈦經(jīng)過電解液刻蝕形成的微納米結(jié)構(gòu)表面促進了骨生長和骨形成，有利于臨床植入體的早期固定【Meng?WY,et?al.Osteoblast?Behavior?on?Hierarchical?Micro-/Nano-Structured?Titanium?Surface.Journal?of?Bionic?Engineering.2011;8(3):234-41】；（2）鈦的微納米結(jié)構(gòu)表面促進了干細胞的分化，細胞的堿性磷酸酶產(chǎn)量和細胞礦化程度都高于磨光鈦【Chen?XY,et?al.Mesenchymal?Stem?Cells?Differentiation?on?Hierarchically?Micro/Nano-Structured?Titanium?Substrates.Advanced?Engineering?Materials.2012;14(5):B216-B23】。因此，在醫(yī)用鈦及鈦合金表面形成微納米復合結(jié)構(gòu)，不僅有利于植入早期的骨形成，也可增強植入體的長期穩(wěn)定性。
在金屬基體上可采用噴涂“高硬度高附著力的微納米結(jié)構(gòu)TiO2涂層及其制備方法，專利申請?zhí)枺?01110324750.0；Yuan?JH,et?al.Fabrication?and?characterization?of?hybrid?micro/nano-structured?hydrophilic?titania?coatings?deposited??by??suspension??flame??spraying.Applied??Surface??Science.2012;258(17):6672-8；Xie?YT,et?al.Influence?of?hierarchical?hybrid?micro/nano-structured?surface?on?biological?performance?of?titanium?coating.Journal?ofMaterials?Science.2012;47(3):1411-7”、真空沉積“Turkevych?I,et?al.Hierarchically?Organized?Micro/Nano-Structures?of?TiO2.Japanese?Journal?of?Applied?Physics.2009;48(6):06FE02”、液相沉積“在不銹鋼基底上制備微納米二氧化鈦強化傳熱和防垢涂層方法，專利申請?zhí)枺?00910245168.8”、溶膠-凝膠法“一種金屬表面超雙疏微納米膜制備方法，專利申請?zhí)枺?00510065816.3”制備微納米結(jié)構(gòu)的二氧化鈦涂層。但涂層方法不僅工藝過程較為復雜，而且存在膜層附著性問題，在硬組織修復場合的應用受到限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種在醫(yī)用鈦或鈦合金表面制備微納米復合結(jié)構(gòu)的方法，以改善材料的親水性及生物學性能。
為達到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：
一種在醫(yī)用鈦或鈦合金表面制備微納米復合結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括下述步驟：
（1）將醫(yī)用鈦或鈦合金用180~1200號砂紙逐級打磨，然后分別用去離子水、無水乙醇、丙酮超聲清洗，晾干；
（2）對步驟（1）預處理后的醫(yī)用鈦或鈦合金進行噴砂粗化處理或激光刻蝕粗化處理，然后分別用去離子水、無水乙醇、丙酮超聲清洗，晾干；
（3）把經(jīng)過步驟（2）粗化處理的醫(yī)用鈦或鈦合金試樣進行堿液-酸納米化處理或者水熱納米化處理；
（4）對步驟（3）納米化處理后醫(yī)用鈦或鈦合金試樣進行熱處理，溫度400-500℃，時間10-60min。
上述方法中，所述噴砂粗化處理是采用粒徑0.2-1mm的氧化鋁砂粒，在0.2-0.8MPa的壓力下對醫(yī)用鈦或鈦合金表面進行噴砂，噴嘴與試件距離10mm，角度45°，時間20s。
所述激光刻蝕粗化處理是采用激光打標機在醫(yī)用鈦或鈦合金表面均勻刻蝕出直線陣列，直線間距100-500μm。
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