[發明專利]一種3D構型高結合強度鈦酸鈉納米纖維涂層的制備方法

有效

• 申請號: 202010964832.0
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112251751B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 憨勇;王宏
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C23C26/00
• 分類號: C23C26/00;C23F1/26;A61L27/06;A61L27/30;A61L27/56;B82Y5/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種3D構型高結合強度鈦酸鈉納米纖維涂層的制備方法，采用純鈦片作為基體材料，將其表面打磨光滑后，清洗、烘干待用；配制刻蝕液，將拋光的鈦片置入刻蝕液中刻蝕，然后清洗、烘干待用；將得到的純鈦樣品浸泡在濃度為0.5mol·L^?1～1.0mol·L^?1的NaOH溶液中，在220℃～230℃的條件下水熱處理2～17小時，即在鈦表面得到高結合強度鈦酸鈉納米纖維涂層。本發明通過簡單易行的水熱法實現了鈦種植體表面不同幾何構型的三維納米纖維涂層的構建，浸入溶液中的各個表面，其涂層的構建是均勻一致的，無死角和遮蔽部位，并且可以通過液氣共同作用得到一種可用于制作貫穿皮質骨和松質骨專用骨釘的梯度3D涂層。

技術領域

本發明屬于醫用金屬表面生物活化改性技術領域，涉及一種鈦基醫用種植體表面生物活性涂層的制備技術，具體涉及一種3D構型高結合強度鈦酸鈉納米纖維涂層的制備方法。

背景技術

隨著社會經濟發展、文明進步和生活水平的日益提高，人類對自身的健康及醫療康復產業格外重視。與此同時，生活節奏加快，社會人口劇增，交通工具大量涌現，疾病及自然災害等頻繁發生，造成受到意外傷害的人數劇增。因此，發展生物醫用植入材料用于人體組織的重建及修復具有巨大的經濟效益和重大的社會效益。

在生物醫用金屬材料中，鈦及鈦合金具有化學穩定性強、耐蝕性好、比強度高、生物相容性優異等優點，憑借相對于其他金屬的優良綜合性能，成為醫用硬組織植入體的首選材料。目前，鈦金屬是醫用臨床中性能最優的金屬材料。因此在骨科、矯形外科、牙科等醫學領域得到了更加廣泛地應用。

鈦及鈦合金是一種生物惰性材料，在植入早期生物組織將它視為異物繼而產生大量的膠原纖維將其包裹，導致其無法與骨形成牢固結合，在臨床上表現為植入體很難在短時間內達到與周圍骨組織之間的生物活性結合。同時，鈦金屬的彈性模量遠高于骨，故鈦合金與骨之間很難形成強有力的化學骨性結合，取而代之的僅是機械嵌連性的骨結合。在臨床表現上，植入體與骨間力學性能的不匹配將導致植入部位產生應力屏蔽區，導致靠近植入體的骨組織密度減小并發生骨吸收，最終導致植入體的松動。因此，為了提高鈦金屬的生物活性，與骨形成無膠原纖維組織包裹的牢固骨性結合，須對鈦金屬進行表面改性。

常見的表面改性方法有溶膠-凝膠、陽極氧化、微弧氧化、氣相沉積、離子注入以及激光或等離子體熔覆等技術。每種改性技術有各自的特點，但對于復雜形貌鈦種植體表面而言，比如在邊緣處或孔洞內均難以成膜。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種3D構型高結合強度鈦酸鈉納米纖維涂層的制備方法，以克服現有存在的問題，本發明通過簡單易行的水熱法實現了鈦種植體表面3D構型的三維納米纖維涂層的構建，浸入溶液中的各個表面，其涂層的構建是均勻一致的，無死角和遮蔽部位。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種3D構型高結合強度鈦酸鈉納米纖維涂層的制備方法，包括以下步驟：

1)機械拋光

采用純鈦片作為基體材料，將其表面打磨光滑后，清洗、烘干待用；

2)刻蝕

配制刻蝕液，將步驟1)得到的機械拋光的鈦片置入刻蝕液中刻蝕，然后清洗、烘干待用；

3)水熱處理

將步驟2)得到的純鈦樣品浸泡在濃度為0.5mol·L^-1～1.0mol·L^-1的NaOH溶液中，在220℃～230℃的條件下水熱處理2～17小時，即在鈦表面得到高結合強度鈦酸鈉納米纖維涂層。

進一步地，步驟1)中依次采用100#、400#、800#、1500#的金相砂紙對基體材料的表面打磨。

進一步地，步驟1)中清洗具體為：依次用丙酮、無水乙醇和去離子水分別超聲清洗10～20min。