[發明專利]一種磷酸鹽生物涂層包覆的可降解鋅粉末冶金生物醫用材料的制備方法

在審

• 申請號: 202310231691.5
• 申請日: 2023-03-07
• 公開（公告）號: CN116196476A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 童先;林繼興;麻健豐;朱莉;黃盛斌
• 申請（專利權）人: 溫州醫科大學附屬口腔醫院
• 主分類號: A61L27/32
• 分類號: A61L27/32;A61L27/04;A61L27/50;A61L27/54;A61L27/58
• 代理公司: 浙江維創盈嘉專利代理有限公司 33477
• 代理人: 于巖

本發明屬于生物醫用金屬技術技術領域，特別涉及一種磷酸鹽生物涂層包覆的可降解鋅粉末冶金生物醫用材料的制備方法，Zn金屬粉末包括為純鋅及Zn?Mg、Zn?Cu、Zn?Ca、Zn?Sr、Zn?Se、Zn?RE、Zn?Mn、Zn?Ge、Zn?Li、Zn?Fe霧化或球磨粉末。本發明的有益效果為：磷酸鹽生物涂層包覆的可降解鋅粉末冶金生物醫用材料在具備較好的力學性能和適宜的生物降解性能的基礎上，兼顧優異的細胞相容性和抗菌性能，能夠有效的滿足臨床醫用的需求。

技術領域

本發明涉及生物醫用金屬技術領域，特別涉及一種磷酸鹽生物涂層包覆的可降解鋅粉末冶金生物醫用材料的制備方法。

背景技術

鋅離子通過促進成骨細胞分化和抑制破骨細胞分化而在骨生長中發揮重要作用，因此可降解鋅合金作為新一代的骨植入材料而得到廣大的關注。然而由于鋅的推薦膳食允許量僅為15-40毫克/天，遠低于鎂的推薦膳食允許量(300-400毫克/天)，因此在降解初期鋅會引起局部和全身毒性。此外，在不同的細胞中，包括人類骨細胞和血管細胞中都報道了鋅具有顯著的細胞毒性。因此，控制植入體中Zn2+的釋放是降低鋅植入體毒性的關鍵。

在表面工程中，磷酸鹽涂層能夠顯著降低基體組織的降解速率，起到很好的腐蝕保護作用。在眾多磷酸鹽涂層中，由于成分類似于天然骨組織中的羥基磷灰石，磷酸鈣涂層具有良好的骨組織相容性。因此，它被廣泛應用于整形外科，作為陶瓷基底、復合材料的增強材料、骨水泥或表面生物功能涂層。與用于骨科應用的磷酸鈣涂層類似，磷酸鋅涂層具有穩定的化學性質和生物相容性，顯示出生物醫學應用的潛在前景。此外，磷酸鋅涂層已經在幾種生物醫學金屬基材上進行了探索，包括鈦、鐵和鎂合金。其穩定的化學性質有助于改變可生物降解金屬的降解速率，并促進成纖維細胞在金屬基材上的粘附。另一方面，由于鋅基材料中釋放的鋅離子可能會與細菌表面相互作用，導致細胞變形和細菌溶解。而磷酸鋅涂層可能具有潛在的抗菌能力，以減少細菌污染和術后感染的風險。因此，磷酸鋅有望成為一種有前途的鋅生物涂層以改善骨科和血管應用的生物相容性。但是，目前涂覆在生物材料表面的硬脆磷酸鹽涂層通常只有微米級的厚度，在體內降解過程中受到載荷作用和體液腐蝕的雙重作用后容易引起涂層的脫落，從而影響涂層的生物功能性和腐蝕保護作用。因此，將磷酸鹽涂層均勻分布在基體中是解決上述問題的關鍵所在。粉末冶金作為一種常用的粉末成型的工藝，能夠將粉末凈凈成型成金屬坯體，從而顯著減少原料的損耗和避免昂貴設備的投入。

目前國內外文獻還未見有報道磷酸鹽生物涂層包覆的可降解鋅粉末冶金生物醫用材料的制備及相應性能的研究，故提出將可降解磷酸鹽包覆的鋅粉末冶金用作下一階段的可降解生物醫用材料的使用。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種磷酸鹽生物涂層包覆的可降解鋅粉末冶金生物醫用材料的制備方法以解決上述問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種磷酸鹽生物涂層包覆的可降解鋅粉末冶金生物醫用材料的制備方法，Zn金屬粉末包括為純鋅及Zn-Mg、Zn-Cu、Zn-Ca、Zn-Sr、Zn-Se、Zn-RE、Zn-Mn、Zn-Ge、Zn-Li、Zn-Fe霧化或球磨粉末。

進一步的，磷酸鹽生物涂層包覆的可降解鋅粉末冶金生物醫用材料的制備方法包括如下步驟：

S1、將粒徑尺寸為0.5～30μm的Zn金屬粉末分別在丙酮和酒精溶液中超聲振蕩進行脫脂處理，接著用1mol/L的稀鹽酸刻蝕10分鐘去除表層氧化物，最后用去離子水沖洗后晾干；

S2、接著在超聲波作用下將Zn金屬粉末浸入到加熱至30～60℃的磷酸液中沉積5～30分鐘；

S3、化學沉積后將金屬粉末取出，分別在去離子水中和酒精溶液清洗，最后在真空干燥箱中干燥后得到表面沉積有磷酸鋅(ZnP)/磷酸鋯(ZrP)/磷酸鈣(CaP)生物涂層的Zn金屬粉末；

S4、將Zn金屬粉末加入圓柱形和長方形冷等靜壓模具中冷壓成型，制成Zn-ZnP/ZrP/CaP生坯；