[發明專利]一種噴砂酸蝕鈦表面形成含鈣納米薄片膜層的制備方法

在審

• 申請號: 201610031947.8
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105696054A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 邱憬;邵水易;明盼盼;虞穎娟;李明;湯春波;楊潔;陳佳希
• 申請（專利權）人: 南京醫科大學附屬口腔醫院
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26;A61L27/06;A61L27/04;B82Y40/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

技術領域

本發明屬于生物醫用材料領域。具體涉及一種噴砂酸蝕鈦表面形成含鈣納米薄片膜層的制備方法。

背景技術

鈦具有良好的生物相容性，現今已被廣泛應用于骨科、口腔科醫療領域以作為骨內的植入體。鈦表面與骨組織之間形成快速且穩定的骨結合的關鍵取決于鈦表面的理化性狀和生物活性。有學者認為：材料表面的微米級形貌，有利于增加材料的比表面積，能促進鈦表面成骨細胞的分化以及細胞外基質的礦化，并能提供細胞生長的支架，而納米級形貌可增強成骨細胞合成或吸附細胞外基質中某些蛋白，進而促進細胞粘附。

有學者的研究表明，沉積鈣離子的噴砂酸蝕鈦種植體表面能促進成骨細胞的粘附、遷移、增殖，并且成骨細胞的分化和礦化更快。文獻[ChengM,QiaoY,QiW,etal.CalciumPlasmaImplantedTitaniumSurfacewithHierarchicalMicrostructureforImprovingtheBoneFormation.[J].AcsAppliedMaterials&Interfaces,2015,7.]鈦表面通過噴砂酸蝕和鈣離子沉積形成鈦種植體表面多級結構。但其表面沒有形成納米結構，且工藝復雜，制備成本高。

亦有學者用雙氧水處理噴砂酸蝕后的純鈦，文獻[王永,陳虹羽,張軍梅,等.經雙氧水處理后的純鈦片對成骨細胞表面附著及增殖活性的影響[J].山東醫藥,2008,48(17):12-13.]結果顯示雙氧水處理后的鈦具有很好的生物相容性，可提高成骨細胞的早期粘附和增殖。但并沒有在其表面修飾鈣元素以進一步提高成骨細胞的分化和礦化能力。

現有技術在形成微米、納米層結構和沉積鈣離子的方法還存在不足，必須分為兩步或僅形成微米、納米層結構或沉積鈣離子。

發明內容

解決的技術問題：本發明針對上述現有技術的不足，提供一種噴砂酸蝕鈦表面形成含鈣納米薄片膜層的制備方法，本發明制備的純鈦樣品兼具了微米結構、納米結構以及鈣元素修飾，并且僅通過一步完成鈣離子沉積和雙氧水處理，生成含鈣納米薄片膜層，工藝簡單，易于加工，制備成本低廉。

技術方案：一種噴砂酸蝕鈦表面形成含鈣納米薄片膜層的制備方法，依次包括如下步驟：步驟A）將純鈦打磨拋光，噴砂，超聲清洗并干燥；步驟B）采用氫氟酸/硝酸混合液酸蝕，雙蒸水超聲清洗干燥，再經濃鹽酸/濃硫酸混合酸酸蝕，雙蒸水超聲清洗并干燥，使鈦表面形成微米結構；步驟C）將噴砂酸蝕后的純鈦在70℃~90℃水浴溫度下進行氫氧化鈣雙氧水水熱溶液反應0.5至24小時，形成含鈣納米薄片膜層，300℃~500℃處理1~3小時。

步驟A）中純鈦試樣拋光使用標號依次為600^#，800^#，1200^#，1500^#的砂紙由粗砂到細砂將純鈦逐級打磨拋光。

步驟A）中純鈦試樣噴砂使用80目Al₂O₃砂，壓力0.4MPa，距離1.5cm，噴砂15s。

步驟B）中氫氟酸/硝酸混合液按體積比為雙蒸水:0.22wt.%HF:0.57wt.%HNO₃=1000:2:4。

步驟B）中濃鹽酸/濃硫酸混合酸按體積比為雙蒸水:37wt.%HCl:98wt.%H₂SO₄=6:1:1。

步驟C）中所述的純鈦在70℃水浴溫度下進行氫氧化鈣雙氧水水熱溶液反應。

步驟C）中所述的反應溶液是氫氧化鈣飽和溶液與30wt.%雙氧水的混合溶液，其中30wt.%雙氧水與氫氧化鈣飽和溶液的體積比為1:5至1:1，反應時間為12小時，加熱處理1小時，溫度為450℃

有益效果：本發明工藝簡單，成本低廉，純鈦表面兼具了微米結構、納米結構以及鈣元素修飾，豐富的納米薄片膜層以及所含的鈣元素均可增強鈦與骨的相容和結合能力，有利于鈦表面成骨細胞的粘附、增殖、分化，以提高鈦的骨整合能力。

附圖說明

圖3為本發明實施例3所制得的樣本掃描電鏡圖(a：2000倍；b：10000倍)；

圖4為本發明實施例1、2、3所測得的EDX圖譜及所含主要元素百分比；