[發(fā)明專利]摻Sr/Zn/Mg微弧氧化涂層及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211055144.8
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115305551B
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發(fā)明（設計）人: 戚孟春;鄭天霞;楊諾亞
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26;A61C8/00
• 代理公司: 天津賽凌知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12270
• 代理人: 李蕊

本發(fā)明公開了一種摻Sr/Zn/Mg微弧氧化涂層及其制備方法和應用，摻Sr/Zn/Mg微弧氧化涂層的制備方法包括：將陰極和作為陽極的基體置于電解液中，采用微弧氧化法對基體處理8～15min，在基體上形成摻Sr/Zn/Mg微弧氧化涂層，其中，基體的材質為純鈦或鈦合金，電解液為水、鍶鹽、鋅鹽、鎂鹽和無水β甘油磷酸鈉的混合物。本發(fā)明通過微弧氧化法一步制備摻Sr/Zn/Mg微弧氧化涂層，該摻Sr/Zn/Mg微弧氧化涂層具有較好的成骨活性、成血管活性和抗菌活性，有效促進前成骨細胞、人靜脈血管內皮細胞的黏附、增殖、骨向及血管向分化，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌有明顯抗菌作用明顯。

技術領域

本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術領域，具體來說涉及一種摻Sr/Zn/Mg微弧氧化涂層及其制備方法和應用。

背景技術

醫(yī)用純鈦及鈦合金是最常用的醫(yī)用體內植入材料，但他們?yōu)樯锒栊圆牧?，缺乏生物活性，因而在臨床應用中常面臨以下幾個問題：第一，鈦種植體植入骨組織內，其愈合(骨結合)過程涉及復雜的信號分子網絡，并有免疫細胞、前成骨細胞、破骨細胞等多種細胞參與，由于鈦及其合金不具備骨誘導活性，因而如何通過涂層技術調控上述成骨相關細胞參與骨愈合，主動誘導骨形成從而促進骨結合，成為鈦種植體成功的關鍵；第二，局部微血管形成及充足的血液供應也是種植體周圍新骨形成及種植體骨結合的必要條件，如何通過表面處理或涂層技術，賦予鈦金屬表面促血管形成活性，增加局部血液供應，進而促進種植體周新骨形成，也是種植體涂層需要考慮的一個關鍵問題；第三，牙種植體不可避免的面臨口腔微生物群落及牙菌斑的威脅；細菌引起的感染及種植體周圍炎(Periimplantitis)是牙種植失敗的主要原因之一。如何通過表面處理或涂層技術，賦予鈦金屬表面良好的抗菌活性，降低種植體周圍炎發(fā)生率，從而提高種植體長期成功率，也是亟待解決關鍵問題。

為了改變醫(yī)用鈦及鈦合金材料的生物惰性，提高其體內生物活性，常用的方法是通過表面涂層技術(surface?coating/modification)改變材料表面微觀形貌及化學組成，引入一些化學或生物成分，使之表現(xiàn)出特定的生物學性能或多重生物活性，如良好的生物相容性、成骨活性、成血管活性、抗菌活性等。

在既往研究中，嘗試應用磁控濺射(magnetron?sputtering)、等離子噴涂(Plasmasprayed)、電化學沉積(electron?chemical?deposition)、堿熱處理(alkali?andhydrothermal?treatment)等涂層技術，以羥基磷灰石(HA)、鈣/磷化合物、β-磷酸三鈣等作為載體，將Sr、Zn、Mg單獨或兩兩聯(lián)合到鈦及鈦合金表面涂層中，來提高材料表面成骨活性和抗菌活性。

但上述涂層制備的材料存在如下不足：(1)多數(shù)涂層成分及生物活性單一，無法同時兼具成骨、成血管、抗菌等多種生物活性；(2)涂層通常需要兩種或多種涂層技術聯(lián)合應用，技術復雜，成本高，難以推廣；(3)部分技術制備的涂層結合強度低，涂層在使用過程中易剝脫，容易降低涂層的生物學性能；(4)涂層缺乏成血管活性，一定程度上制約了涂層的功能發(fā)揮和應用。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種摻Sr/Zn/Mg微弧氧化涂層的制備方法，該制備方法采用一步法制備摻Sr/Zn/Mg微弧氧化涂層，摻Sr/Zn/Mg微弧氧化涂層的表面同時摻有Sr、Zn、Mg三種元素，制備方法簡單、經濟，適宜批量生產。

本發(fā)明的另一目的是提供上述制備方法獲得的摻Sr/Zn/Mg微弧氧化涂層，其具有良好理化性能，適合前成骨細胞、人臍靜脈血內皮細胞粘附和增殖，結合強度高，體內應用不易剝脫；有適宜的粗糙度、親水性；生物相容性好且具備良好成骨活性、成血管活性、抗菌活性；從而能長期發(fā)揮作用。

本發(fā)明的目的是通過下述技術方案予以實現(xiàn)的。

一種摻Sr/Zn/Mg微弧氧化涂層的制備方法，包括以下步驟：