[發明專利]一種人工關節用鈦合金表面羥基磷灰石涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201910311017.1
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110055573B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 高崇勇;王逸杰
• 申請（專利權）人: 常州華森醫療器械有限公司
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26;C25D13/02;A61L27/32;A61L27/50
• 代理公司: 常州市權航專利代理有限公司 32280
• 代理人: 劉洋

本發明屬于生物材料領域，具體涉及一種人工關節用鈦合金表面羥基磷灰石涂層及其制備方法，所述羥基磷灰石涂層是先通過微弧氧化在鈦合金表面獲得微弧氧化層，然后對具有微弧氧化層的鈦合金進行電泳處理獲得，所述微弧氧化層中摻雜有羥基磷灰石。本發明先在鈦合金表現制備含有羥基磷灰石的微弧氧化層，再電泳沉積羥基磷灰石涂層，微弧氧化層中的羥基磷灰石可與后續沉積的羥基磷灰石涂層形成較好的界面過渡，增強羥基磷灰石涂層與鈦合金基體結合力；制備微弧氧化層過程中，通過初始較小的電流密度獲得較為致密的二氧化鈦陶瓷層，之后逐漸增加電流密度，提高孔隙率，有利于在微弧氧化層中“摻雜”更多的羥基磷灰石，提高結合力。

技術領域

本發明屬于生物材料領域，具體涉及一種人工關節用鈦合金表面羥基磷灰石涂層及其制備方法。

背景技術

鈦合金具有良好的力學性能，組織穩定性好，同時，鈦合金對人體體液有極好的耐蝕性，與肌肉組織親和性能良好，因此，其被作為一種理想的人工關節材料用于外科植入。但由于鈦合金材料與人體骨骼相比仍然是生物惰性的，無法與人體骨骼組織之間形成骨性結合，因此需要通過對鈦合金材料進行表面處理來提高人工關節的骨整合能力。

中國專利文獻CN105420796A公開了一種鎂基表面含碳納米管-羥基磷灰石的改性涂層即制備方法，采用微弧氧化和電泳沉積一步法，直接在鎂合金表面沉積含有碳納米管-羥基磷灰石的原位封孔涂層，涂層厚度為0.1-20μm，所含成分包括氧化鎂、磷酸鎂、碳納米管和羥基磷灰石。該專利通過一步法制備氧化鎂-磷酸鎂-碳納米管-羥基磷灰石復合涂層，利用碳納米管的極小尺寸和優異的力學性能，以及羥基磷灰石優良的生物相容性，在微弧氧化涂層的微孔結構及其涂層內部同時引入碳納米管-羥基磷灰石成分，可獲得致密、低孔隙率、高耐蝕性和良好生物相容性的保護層。但其所制備的涂層致密、孔隙率低，不利于骨長入。

中國專利文獻CN104611699A公開了一種鎂合金表面微弧氧化-電泳復合涂層的制備方法，該復合涂層由內外兩層膜構成，內層膜為Mg、Al的復合氧化物，致密完整，且與基體金屬緊密結合，外層膜為羥基磷灰石以及含有Ca、P的復合氧化物，光滑，表面分別均勻且呈立體梯度分布，內外結合構成復合涂層。其所獲得的復合涂層具有一定的生物活性，耐蝕性好，與基體的結合強度高，所制備復合涂層與基體間的抗拉結合強度達到13.56MPa。

發明內容

為了解決現有人工關節的羥基磷灰石涂層與基體結合強度低且不利于骨長入的問題，本發明公開了一種人工關節用鈦合金表面羥基磷灰石涂層及其制備方法，先在鈦合金表現制備含有羥基磷灰石的微弧氧化層，然后通過電泳沉積在微弧氧化層表面沉積一層羥基磷灰石涂層，增強羥基磷灰石涂層與鈦合金基體之間的結合力，并提高了骨長入能力。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:

一種人工關節用鈦合金表面羥基磷灰石涂層，所述羥基磷灰石涂層是先通過微弧氧化在鈦合金表面獲得微弧氧化層，然后對具有微弧氧化層的鈦合金進行電泳處理獲得，所述微弧氧化層中摻雜有羥基磷灰石。

一種人工關節用鈦合金表面羥基磷灰石涂層的制備方法，包括如下步驟：

(1)在鈦合金表面制備微弧氧化層：將鈦合金吊裝浸入電解液中，對鈦合金表面進行微弧氧化，微弧氧化過程中電流密度從10A/dm²逐漸上升至35A/dm²，微弧氧化時間為5-40min；

(2)具有微弧氧化層的鈦合金的電泳處理：將步驟(1)獲得的具有微弧氧化層的鈦合金浸入電泳懸浮液中，進行電泳沉積，獲得羥基磷灰石涂層；

所述步驟(1)中的電解液為含鈣電解質、含磷電解質、堿性氫氧化物的水溶液；

所述步驟(2)中電泳懸浮液的配制方法為：將羥基磷灰石粉體分散到無水乙醇中，調節pH值至3-6，超聲振蕩1-3h后靜止陳化12-48h后得到穩定的電泳懸浮液。