[發明專利]表面摻銀的鈦或鈦合金及其制備方法

在審

• 申請號: 201810364412.1
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108295312A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 孫安
• 申請（專利權）人: 四川理工學院
• 主分類號: A61L27/54
• 分類號: A61L27/54;A61L27/50;A61L27/30;A61L27/06;C23C14/16;C23C14/58
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本發明涉及表面摻銀的鈦或鈦合金及其制備方法。所述表面摻銀的鈦或鈦合金，所述表面摻銀的鈦或鈦合金的表層包括摻銀層，所述摻銀層的厚度d是100nm以下，所述摻銀層內TiAg的質量百分含量是1％以下，其余為Ti。本發明表面摻銀的鈦或鈦合金及其制備方法，其可以在作為植入體長期存于人體體內時，長時間條件下耐腐蝕性能穩定、抗菌性能穩定。

技術領域

本發明涉及表面摻銀的鈦或鈦合金及其制備方法。

背景技術

近些年來，臨床醫學中隨著植入體作為骨組織的修復和替代材料已經在臨床中得到了廣泛使用。而作為植入體的生物醫用材料中，鈦合金憑借其優良的生物相容性、耐腐蝕性和綜合力學性能逐漸成為植入體、骨創傷產品及人工關節等人體硬組織替代物和修復物的首選材料。生物醫用材料長期植入人體，會引起細菌等微生物在其表面黏附，從而導致感染發生，這類感染稱為“生物材料相關的感染(biomaterial-centered infection，BCI)”。即使采用目前植入體的首選材料即鈦合金材料植入人體后，同樣會遇到BCI問題。BCI的最初過程是生物材料表面的細菌黏附，一旦發生BCI，治療效果極差。因此，為了減少BCI的發生，一方面應減少細菌的污染，這包括在植入生物材料之前，徹底地治愈慢性感染病灶，植入生物材料過程中和術后，嚴格的無菌觀念和預防性地應用抗菌素。另一方面則可采用改進和完善生物材料的性能的方式，其中最有效的方法之一是對醫用鈦合金進行表面改性處理。例如對其表面增加載銀涂層，銀具有良好的耐腐蝕性，對機體組織無毒、是人體組織內的微量元素之一，具有廣譜抗菌性，鈦合金植入體表面的載銀涂層可以通過多種工藝制備，例如：物理氣相沉積、等離子噴涂、離子注入、電化學沉積、微弧氧化、溶膠凝膠、熱噴涂、磁控濺射等技術。

目前經過表面增加載銀涂層的鈦及鈦合金作為植入體長期存于人體體內時，仍然存在長時間條件下耐腐蝕性能低、不具備抗菌性能等問題。

其中熱噴涂、微弧氧化和磁控濺射等的突出問題是膜基結合問題。等離子噴涂技術已經廣泛應用于醫學植入體表面涂層的制備，但尚存在一些問題：噴涂為線性工藝，對多孔或形狀復雜的種植體涂層可能不均勻；由于金屬基底與涂層之間的熱膨脹系數差異，冷卻時涂層內部產生殘余熱應力，不利于穩定；涂層致密度較低，容易腐蝕、剝脫。

單純從工藝分析，濺射或等離子噴涂等方法都必須在高溫條件下進行，過程復雜，影響因素多，對實驗條件和實驗設備的要求苛刻，不利于低成本大規模生產。

溶膠-凝膠法制備的涂層大大降低了涂層開裂、崩解的可能性，但溶膠-凝膠法中凝膠在燒結過程中有較大的收縮，涂層易開裂。

離子注入用于解決膜基結合問題具有獨特的優勢，注入元素與基體溶為一體，不形成新的界面，不存在膜脫落的問題。能在原子級的范圍內調整材料表面的成分和結構，從而精確控制材料表面和界面特性。但離子注入形成的合金層較薄。

上述制備方法中，無一例外的，所得的表面增加載銀涂層的鈦及鈦合金作為植入體時，往往由于涂層脫落或涂層較薄等原因，導致其長期存于人體體內時，仍然存在長時間條件下耐腐蝕性能低、不具備抗菌性能等問題。

發明內容

本發明提供一種表面摻銀的鈦或鈦合金及其制備方法，其可以在作為植入體長期存于人體體內時，長時間條件下耐腐蝕性能穩定、抗菌性能穩定。

為解決以上技術問題，本發明提供第一方面的技術方案，即一種表面摻銀的鈦或鈦合金，所述表面摻銀的鈦或鈦合金的表層包括摻銀層，所述摻銀層的厚度d是100nm以下，所述摻銀層內TiAg的質量百分含量是1％以下，其余為Ti。

優選的，所述摻銀層的厚度d是20nm以下。

優選的，所述摻銀層的厚度d是5nm-20nm。

優選的，所述摻銀層內TiAg的質量百分含量是0.1％以下，其余為Ti。

優選的，所述表層由摻銀層組成。