[發明專利]純鎂或鎂合金表面疏水復合生物活性涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201510840304.3
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105420789B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 溫翠蓮;夏承森;詹曉章;黃小桂;熊銳;洪云;林逵
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30;C25D9/12;A61L27/04;A61L27/30;A61L27/32;A61L27/54
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及生物醫用金屬材料的表面處理技術領域，具體涉及一種純鎂或鎂合金表面疏水復合生物活性涂層及其制備方法。本發明的工藝流程包括：首先制備鎂基體材料表面微弧氧化涂層，然后在微弧氧化涂層的基礎上制備羥基磷灰石涂層，形成復合活性涂層，最后對復合活性涂層進行疏水處理，形成疏水的復合生物活性涂層。所述的鎂合金表面疏水復合生物活性涂層由氧化鎂、磷酸鎂以及羥基磷灰石組成，并且具有5~10μm的致密層以及帶狀羥基磷灰石陣列，與模擬體液的接觸角大于90°，表現出疏水性。該疏水復合生物活性涂層具有耐腐蝕能力高，生物相容性以及骨誘導能力好等優點，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及生物醫用金屬材料的表面處理技術領域，具體涉及一種純鎂或鎂合金表面疏水復合生物活性涂層及其制備方法。

技術背景

中國具有龐大的人口基數以及日益嚴重的人口老齡化問題，交通事故以及運動創傷的意外頻發，導致骨損傷常有發生。在骨修復過程中常常會用到骨植入材料，其中最理想的骨植入材料就是可降解骨植入材料，其在人體內安全無毒，可降解，較傳統的骨植入材料更有優勢。可降解金屬醫用生物材料不僅科技含量和經濟價值高，而且與患者的生命健康息息相關，具有非常高的社會價值。

鎂及鎂合金是作為一種最具潛力的可降解的金屬材料，鎂及鎂合金的密度約為1.7~2g/cm³，與人體致密骨的密度1.75 g/cm³最為接近，遠低于Ti₆Al₄V的密度4.47 g/cm³，并且鎂合金的彈性模量（41~45GPa）與人骨的彈性模量（3~20GPa）接近，可以有效地避免應力遮擋效應，對骨折處提供有效的生理水平的應力刺激，促進新骨的生長。鎂元素本身就是人體所必需的元素，能夠加速骨細胞的形成，骨細胞的愈合等，并且還與神經、肌肉和心臟關系密切。但是鎂及其合金的耐腐蝕性較差，易在腐蝕介質中發生電偶腐蝕，特別是在含有Cl^-1的溶液中會加速鎂合金的腐蝕，限制鎂合金臨床應用。

對鎂合金進行適當的表面改性是提高鎂合金耐腐蝕性能、改善生物相容性的重要手段。其中主要的表面方法有化學轉化涂層、電沉積法、溶膠凝膠法、水熱法、陽極氧化、微弧氧化以及激光熔覆等方法。電沉積法可在鎂合金表面沉積羥基磷灰石，但是其與鎂基底的結合能力不好。微弧氧化法制備的涂層具有與鎂合金基底結合能力好、耐磨損等優點。學者們大量研究了微弧氧化電解液的類型、添加劑的種類、電源的模式以及鎂合金的種類對鎂合金微弧氧化涂層的影響。盡管如此，微弧氧化涂層具有多孔的形貌的特性是無法改變的，有的微孔甚至是直接通向鎂合金基底的，不利于微弧氧化涂層對鎂合金基底的保護。同時體外模擬體浸泡時實驗表明，在模擬體液浸泡過程會導致微弧氧化涂層出現裂紋，對鈣磷鹽的誘導能力差。

疏水或者超疏水涂層在金屬防腐、自清潔等方面有著廣泛的應用。硬脂酸是制備納米固體脂質的環境友好型材料。采用微弧氧化、電沉積法制備鎂合金表面復合生物活性涂層，改善了單一微弧氧化涂層骨誘導能力差，以及單一電沉積羥基磷灰石涂層與基底結合能力不好等問題，接著采用環境友好型的硬脂酸對復合生物活性涂層進行疏水處理，進一步提高了生物活性涂層對鎂合金的保護能力。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種純鎂或鎂合金表面疏水復合生物活性涂層及其制備方法。本發明的制備方法簡單，易操作，所制得的疏水復合生物活性涂層具有耐腐蝕能力高，生物相容性好以及骨誘導能力好等優點，具有廣闊的應用前景。

為了實現本發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種純鎂或鎂合金表面疏水復合生物活性涂層的制備方法，包括以下步驟：

1）鎂基底材料表面微弧氧化涂層的制備：

以預處理后的鎂基底材料作為陽極，以不銹鋼板作為陰極；將陽極和陰極置于電解液中，進行微弧氧化3~30min；其中，所述的電解液由磷酸鈉和氫氧化鈉水溶液組成，其中，磷酸鈉濃度為30~80g/L，氫氧化鈉濃度為1~10g/L；