[發(fā)明專利]一種碳納米管/二氧化鈦納米管生物復合涂層材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310347000.4
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103469284A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白玉;程琳;王俊;馬文
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古工業(yè)大學
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;C25D11/26
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料科學與生物醫(yī)學的交叉領(lǐng)域，特別涉及一種以表面帶有均勻二氧化鈦納米管陣列的鈦種植體為基體，在其表面負載有多壁碳納米管的生物復合涂層的制備方法。?

背景技術(shù)

近年來，碳納米管以其優(yōu)異的物理化學性質(zhì)使它在生物醫(yī)學領(lǐng)域引起了人們的廣泛關(guān)注。碳納米管在生物醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在生物傳感器、藥物載體、生物支架材料等方面。碳納米管用于支架材料具有明顯的優(yōu)勢：①比強度高；②特殊的一維納米結(jié)構(gòu)，較適合構(gòu)建細胞生長的環(huán)境；③化學性質(zhì)穩(wěn)定，易于進行表面修飾。?

鈦及鈦合金以其良好的生物相容性、機械強度和化學穩(wěn)定性、抗腐蝕性、與骨組織相近的低彈性模量等成為牙種植體、矯形鋼板及人工關(guān)節(jié)等人體硬組織替代物的首選材料。但鈦及鈦合金種植體本身屬生物惰性材料，直接植入人體后會被一層包囊性纖維膜所包圍，難以很快與基體形成牢固結(jié)合，影響了植入的成功率。因此，為使鈦及鈦合金種植體具有誘導體內(nèi)蛋白、細胞生長粘附和骨組織生長，形成緊密骨鍵結(jié)合的生物活性功能，對其表面進行改性十分必要。?

利用陽極氧化法在鈦種植體表面制備二氧化鈦納米管陣列涂層是一種工藝簡單、成本低廉、可控性強的表面改性方法。改性后的二氧化鈦納米管陣列不但增加了材料表面的比表面積，而且中空管狀結(jié)構(gòu)也有利于生物活性物質(zhì)的吸附。?

將碳納米管通過電泳沉積工藝沉積在表面具有二氧化鈦納米管陣列涂層的鈦基體表面，有望增加細胞在表面的粘附、增殖能力，同時也有利于加快羥基磷灰石在其表面的的形成速率。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種碳納米管/二氧化鈦納米管生物復合涂層材料的制備方法，所述方法包括如下步驟：?

首先，利用陽極氧化法在純鈦板表面制備排列整齊、管徑為50-100nm的二氧化鈦納米管陣列涂層；然后，利用電泳沉積法將羧基功能化的多壁碳納米管均勻沉積到表面帶有二氧化鈦納米管陣列的鈦基體上。?

進一步地，所述方法的具體步驟為：?

1)以金屬Pt片為陰極，拋光后表面光滑的純鈦板為陽極，兩電極之間距離為1-2cm，在丙三醇/氟化銨/去離子水為電解質(zhì)的溶液中陽極氧化，電壓20-40V，時間30-120min，取出，置于去離子水中清洗，干燥，得到表面帶有二氧化鈦納米管陣列的鈦板，二氧化鈦納米管平均管徑50-100nm；?

2)將步驟1)中得到的表面帶有二氧化鈦納米管陣列的鈦板加熱至450-550℃，保溫90-120min后，隨爐冷卻；?

3)取100mg多壁碳納米管于圓底燒瓶中，加入由濃硫酸和濃硝酸組成的混合酸中，超聲處理30-60min，加熱回流8-12h，冷卻，水洗至中性，60℃真空干燥24h，得到羧基功能化的多壁碳納米管；?

4)以無水乙醇為溶劑，用超聲分散方式將步驟3)中得到的羧基功能化的多壁碳納米管制成分散均勻的懸浮液；?

5)以金屬Pt片為陰極，步驟2)中得到的表面帶有二氧化鈦納米管陣列的鈦板為陽極，兩電極之間距離為1-2cm，步驟4)中得到的分散均勻的懸浮液為溶液，以電壓20-40V進行電泳沉積，時間5-60s，緩慢取出陽極樣品自然晾干，即得到碳納米管/二氧化鈦納米管復合涂層材料。?

進一步地，步驟1)中丙三醇電解質(zhì)溶液中含有的氟化銨和水的濃度分別為1wt.％和20wt.％。?

進一步地，步驟3)中濃硫酸和濃硝酸的體積比為3∶1。?

進一步地，步驟4)中每10mg羧基功能化的多壁碳納米管加入100-200mL無水乙醇中。?

進一步地，步驟4)超聲分散時間為30-60min。?

本發(fā)明的有益結(jié)果在于：人成骨細胞在碳納米管/二氧化鈦納米管生物復合涂層材料表面的粘附、增殖速率增加。?

具體實施方式

在下文中，現(xiàn)在將更充分地描述本發(fā)明，示出了各種實施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實施，且不應(yīng)該解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底和完全的，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。?

【實施例1】?

電泳沉積的時間為10s?

(1)以金屬Pt片為陰極，拋光后表面光滑的純鈦板為陽極，兩電極之間距離為?1cm，在丙三醇/氟化銨/去離子水為電解質(zhì)的溶液中陽極氧化電壓20V，時間60min，取出，置于去離子水中清洗，干燥，得到表面帶有二氧化鈦納米管陣列的鈦板，二氧化鈦納米管管徑約為80nm；?