[發(fā)明專利]一種具有微觀多孔結(jié)構(gòu)表面的醫(yī)用含鈦材料

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• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113897652A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文浩;梁偉;雷厲
• 申請（專利權(quán)）人: 西比里電機技術(shù)（蘇州）有限公司
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26
• 代理公司: 上海漢盛律師事務(wù)所 31316
• 代理人: 葛宏

本發(fā)明公開了一種具有微觀多孔結(jié)構(gòu)表面的醫(yī)用含鈦材料，其特征在于，包括膜層，所述膜層厚度9~110微米，表面粗糙度1.2~2微米，膜層表面有環(huán)形山狀小孔；小孔由帶狀的膜層圍繞而成；含鈦材料層，膜層在所述含鈦材料層的表面。膜層依次為膜層A，緊貼含鈦材料層；膜層B，緊貼膜層A，為深色物質(zhì)，主要由膜層A轉(zhuǎn)化而來；膜層C，外膜層，緊貼膜層B，有環(huán)形山狀小孔；小孔由帶狀的膜層圍繞而成。本發(fā)明含鈦材料產(chǎn)品表面具有獨特的環(huán)形火山口狀多孔結(jié)構(gòu)，對于誘導(dǎo)骨細胞生長、組織愈合有明顯效果；電解液組分簡單，容易配置，對環(huán)境友好。是通過將鈦合金在電解液中使用脈沖電源進行一步反應(yīng)，直接形成多孔結(jié)構(gòu)的生物活性膜層的工藝方法，不需要對合金材料進行復(fù)雜的前處理和后處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)用植入材料領(lǐng)域，尤其涉及一種具有微觀多孔結(jié)構(gòu)表面的醫(yī)用含鈦材料。

背景技術(shù)

鈦合金是目前醫(yī)用植入材料領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的合金材料。但是，不經(jīng)過處理的鈦合金與人體組織的生物親和性能有限，植入體內(nèi)后難于和生物組織緊密結(jié)合，不易誘導(dǎo)傷口愈合，容易引起炎癥反應(yīng)。

近年來，大量研究表明，在醫(yī)用植入材料領(lǐng)域制備一層具有接近人體骨骼表面孔隙形貌的微觀多孔結(jié)構(gòu)的涂層，能夠提高生物親和性、促進傷口愈合。

已有使用陽極氧化、酸蝕、等離子噴涂等工藝對醫(yī)用金屬材料進行處理的工藝，但上述工藝均存在明顯缺點：陽極氧化難以控制膜層微觀結(jié)構(gòu)和結(jié)晶組分，涂層薄（10微米以下），多用于對鈦、鎂合金的物理防護和著色，對于生物親和性的提升有限。酸蝕所形成的膜層表面是凹凸表面，多用于提高耐腐蝕性能，對于生物親和性沒有顯著提升。等離子噴涂工藝能夠形成一定粗糙度的表面涂層，但是涂層本身與基底金屬結(jié)合力弱，植入生物體時，手術(shù)過程中及術(shù)后容易因為外力作用而脫落，導(dǎo)致嚴重的醫(yī)療事故。

已有一種在電解液中進行鈦合金微弧氧化方法（CN103911644B），工藝由前處理、微弧氧化、后處理組成，其特點在于，電解液使用的是植酸或植酸鹽電解液，使用100Hz~3000Hz脈沖電源，電流密度在10~80mA/cm2，所制備的氧化膜是黑色，含植酸鈣成分。該工藝的問題在于，植酸復(fù)鹽電解液組分復(fù)雜，未對氧化膜的微觀結(jié)構(gòu)進行控制，脈沖電源頻率較高，不利于工頻交流電直接反應(yīng)。

已有一種鈦表面多孔結(jié)構(gòu)層低彈性模量生物活性陶瓷膜的制備方法（CN103088348B），工藝由粉末冶金、微弧氧化、電沉積三步組成。該工藝的問題在于，工藝步驟復(fù)雜繁瑣，且實現(xiàn)生物活性的原理是通過羥基磷灰石涂層發(fā)揮作用，涂層總厚度較厚，限制了應(yīng)用場合。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過配比簡單的電解液和簡單的工藝使得含鈦材料生成微觀多孔結(jié)構(gòu)表面。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種具有微觀多孔結(jié)構(gòu)表面的醫(yī)用含鈦材料，包括：

膜層，所述膜層厚度9~110微米，表面粗糙度1.2~2微米，膜層表面有環(huán)形山狀小孔；小孔由帶狀的膜層圍繞而成；

含鈦材料層，膜層在所述含鈦材料層的表面。

進一步地，優(yōu)選的膜層厚度為9~50微米。

進一步地，優(yōu)選的膜層厚度為9~30微米。

進一步地，優(yōu)選的膜層厚度為9~11微米。

進一步地，所述孔徑的大小2~8微米。

進一步地，所述含鈦材料包括：

純鈦或者Ti6Al4V合金；

所述純鈦包括TA2、TA3、TA4中的至少一種；

所述Ti6Al4V合金，包括TC2，TC3，TC4中的至少一種。

進一步地，所述膜層依次為

膜層A，緊貼含鈦材料層；

膜層B，緊貼膜層A，為深色物質(zhì)，主要由膜層A轉(zhuǎn)化而來；