[發明專利]一種在醫用鎂基體表面制備納米羥基磷灰石復合硅烷膜的方法

有效

• 申請號: 202110814807.9
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113559325B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 呂宇鵬;宋志剛;肖桂勇;劉冰
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: A61L27/32
• 分類號: A61L27/32;A61L27/28;A61L27/04;A61L27/50;A61L27/58;C23C22/57
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發明屬于生物醫用金屬材料表面改性領域，涉及一種在醫用鎂基體表面制備納米羥基磷灰石復合硅烷膜的方法，包括：將去離子水、無水乙醇、γ?(2,3?環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯依次混合，用冰醋酸調節pH為4.500?5.500，然后水解12?24h，配制成硅烷水解溶液；取0.05?0.2g納米羥基磷灰石顆粒分散到無水乙醇中；取15ml水解后的硅烷溶液與5ml納米羥基磷灰石溶液混合，超聲分散10min；將羥基化的純鎂或鎂合金在水解的硅烷溶液中浸泡1?5min，然后勻速提拉出，在80?150℃下，加熱45?80min，在鎂合金表面得到納米羥基磷灰石復合硅烷膜。利用該方法能在純鎂或鎂合金表面制備出納米羥基磷灰石復合的硅烷膜層，該膜層對于提高醫用鎂合金的耐蝕性和生物學性能有重要意義。

技術領域

本發明屬于生物醫用金屬材料表面改性技術領域，具體涉及一種在醫用鎂基體表面制備納米羥基磷灰石復合硅烷膜的方法。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

在醫療器械領域，鎂合金作為一種潛在的可降解植入材料，近年來已經成為新一代生物醫學可降解植入材料的重點研究方向。與傳統的鈦、不銹鋼等植入材料相比，鎂及鎂合金由于本身金屬特性使其具有優秀的生物相容性，而低密度(1.8～2.1g·cm^-3)、相對較低的彈性模量(41～45GPa)和屈服強度(65～100MPa)使得鎂合金表現出優秀的力學性能，同時考慮到鎂合金在體內的可完全降解性使得鎂合金無需二次手術取出，從而被認為其具有作為新型可降解金屬骨植入體材料的潛力。

硅烷分子水解后生成的硅羥基能和金屬氧化物反應以及硅烷分子自身縮合形成無機/有機膜層，從而在金屬表面制備具有疏水性能的膜層。當經過硅烷化處理的樣品浸泡在電解質溶液中時，硅烷膜能起到阻擋層的作用，降低電解質、水、氧分子向金屬界面區域滲透，由此對基體進行保護。但是由于單層硅烷膜較薄，而且致密性較差存在一些微小間隙，對基體的保護效果有限，腐蝕防護性能較弱。為了提高硅烷膜層對基體的防腐蝕性能，對硅烷膜進行改性是有必要的,如向硅烷處理液中添加納米顆粒等。

通過大量文獻和資料的查閱發現，國內外對于在純鎂或鎂合金表面納米粒子添加改性硅烷膜制備的研究較少。目前已有研究，如陳偉等人以水性納米Al₂O₃溶膠和硅烷為原料，在鎂合金表面制備了防腐涂層，證明了納米粒子改性的硅烷膜層相較于單純的硅烷涂層提高了基體的防腐蝕性能。Cordoba等人在鎂合金基體上制備二氧化鈦改性的硅烷涂層，該復合涂層增強了鎂合金基體的耐蝕性，但二氧化鈦的不具備生物活性且降解性能較差，不適合作為可降解骨植入體的涂層。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種在醫用鎂基體表面制備納米羥基磷灰石復合硅烷膜的方法，在純鎂或鎂合金表面生成納米羥基磷灰石復合硅烷膜層，增加了硅烷膜層的厚度從而提高基體的耐蝕性能，同時又由于納米羥基磷灰石的復合提高了生物學性能。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一個方面，提供了一種在醫用鎂基體表面制備納米羥基磷灰石復合硅烷膜的方法，包括：

將硅烷水解液與納米羥基磷灰石溶液混合，分散均勻，得到混合溶液；

采用所述混合溶液對羥基化的純鎂或鎂合金進行表面處理，得到負載在鎂基體表面的納米羥基磷灰石復合硅烷膜。