[發明專利]一種用于醫用金屬材料的表面改性方法

有效

• 申請號: 201810486087.6
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108707880B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 劉瑩;王軍
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C23C18/12
• 分類號: C23C18/12;C23C18/04;C23C22/06;C23C8/10
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

本發明公開了一種用于醫用金屬材料的表面改性方法，包括：S1金屬材料磨拋及清洗；S2在金屬材料表面生成氧化物薄膜或混合氧化物薄膜；S3采用溶膠凝膠法在金屬材料表面進一步制備TiO₂薄膜，完成對金屬材料的表面改性。其在保證金屬材料的機械性能及TiO₂薄膜生物相容性的基礎上，通過原位表面改性技術，對金屬材料表面進行前處理，提高TiO₂薄膜與金屬材料的界面結合力，從而提高金屬材料使用過程中的穩定性和安全性。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，尤其涉及一種醫用金屬材料的“兩步法”表面改性方法。

背景技術

金屬材料因具有良好的機械性能而廣泛用于血管支架、骨科及心臟瓣膜等領域，然而在與活體組織接觸時，金屬材料表面離子釋放往往會產生不利的宿主反應和材料反應，醫用金屬材料的生物相容性有待進一步提高。

表面改性技術是在不改變基體材料性質的基礎上，通過對材料表面成分和微觀結構的調控，提高材料的性質。薄膜技術是一種重要的表面改性技術，近年來，利用TiO₂薄膜良好的生物相容性，通過薄膜技術在醫用金屬材料表面制備TiO₂薄膜，改善醫用金屬材料的生物相容性，已取得了較大的進展，其主要工作在于通過濺射法、等離子體浸沒離子注入與沉積技術、溶膠-凝膠法等薄膜制備方法和技術在醫用金屬材料表面制備TiO₂薄膜，研究薄膜材料的制備工藝、微觀結構與生物相容性之間的關系。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于醫用金屬材料的表面改性方法，有效解決現有技術中金屬材料與改性薄膜材料界面之間結合力不夠的技術問題。

本發明提供的技術方案如下：

一種金屬材料的表面改性方法，包括：

S1金屬材料磨拋及清洗；

S2 在金屬材料表面生成氧化物薄膜或混合氧化物薄膜；

S3 采用溶膠凝膠法在金屬材料表面進一步制備TiO₂薄膜，完成對金屬材料的表面改性。

進一步優選地，在步驟S2中，采用預先配置的混合酸溶液對金屬材料進行鈍化，在其表面生成氧化物薄膜。

進一步優選地，在步驟S2中，采用高溫熱處理的方法在金屬材料表面生成混合氧化物薄膜。

進一步優選地，在步驟S3中包括：

S31 采用鈦酸四丁酯為原料配制TiO₂溶膠；

S32 通過浸漬式提拉法在金屬材料表面形成TiO₂薄膜。

在本發明提供的用于醫用金屬材料的表面改性方法中，首先，在金屬材料表面生成氧化物或混合氧化物薄膜，增加金屬材料表面的粗糙度和表面能；之后，進一步在金屬材料表面制備TiO₂薄膜，完成對金屬材料進行了兩步改性，使其同時具備親水性（含有羥基）。其在保證金屬材料的機械性能及TiO₂薄膜生物相容性的基礎上，通過原位表面改性技術，對金屬材料表面進行前處理，提高TiO₂薄膜與金屬材料的界面結合力，從而提高金屬材料使用過程中的穩定性和安全性。尤其在醫用技術領域，采用該表面改性方法處理后，表面的TiO₂薄膜與基底的金屬材料之間具有良好結合力的同時具有良好的血液相容性，在血管支架、骨科和心臟瓣膜等領域都具有應用前景。

附圖說明

下面將以明確易懂的方式，結合附圖說明優選實施方式，對金屬材料表面改性方法的上述特性、技術特征、優點及實現方式予以進一步說明。

圖1為本發明中金屬材料的表面改性方法流程示意圖；