[发明专利]医用金属基氧化钛-羟基磷灰石纳米复合涂层材料及其制备方法

权利要求书

1、一种医用金属基氧化钛-羟基磷灰石纳米复合涂层材料，包括医用金属基底，其特征在于，表面是由相互均匀分散的氧化钛晶粒和羟基磷灰石晶粒构成的复合涂层，在所述复合涂层中，氧化钛晶体和羟基磷灰石晶体的粒径分别为30～50nm和50～150nm，涂层平均厚度为10～300μm。

2、根据权利要求1所述的医用金属基氧化钛-羟基磷灰石纳米复合涂层材料，其特征在于，复合涂层平均厚度为80～260μm。

3、一种医用金属基氧化钛-羟基磷灰石纳米复合涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)钛溶胶制备：取质量百分含量为1～20％的TiCl₃或TiCl₄溶液，在搅拌条件下向其中加入过量的氨水或氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，反复用去离子水离心洗涤分离，直至完全去除体系中的氯离子和铵离子或钠离子或钾离子；向分离后的胶状体中加入无水乙醇并搅拌，静置陈化，形成正三价钛溶胶T1或正四价钛溶胶T2；或直接将钛酸酯溶于无水乙醇中搅拌，静置陈化，形成钛溶胶T3；

所述钛溶胶T1或T2或T3中，乙醇质量占体系总质量的50～90％。

(2)含Ca和P溶胶的制备：将硝酸钙粉体在搅拌条件下溶解于无水乙醇中，得硝酸钙乙醇溶液M1，其中乙醇的质量百分含量为50～80％；将五氧化二磷溶于无水乙醇中，得到溶液M2，其中乙醇的质量百分含量为50～80％；或将磷酸酯或亚磷酸酯溶于乙醇中，得磷酸酯或亚磷酸酯的乙醇溶液M3，其中乙醇的质量百分含量亦为50～80％；

然后，按照Ca/P_原子比＝1.67的比例，分别量取硝酸钙的乙醇溶液M1和溶液M2，搅拌混合，静置陈化，形成含Ca和P的溶胶CP1；或将硝酸钙的乙醇溶液M1与磷酸酯或亚磷酸酯的乙醇溶液M3，搅拌混合，静置陈化，形成含Ca和P的溶胶CP2；

(3)含钛、钙和磷复合溶胶的制备：取已制备好的钛溶胶T1、钛溶胶T2或钛溶胶T3中的任意一种与已制备好的含Ca和P的溶胶CP1或CP2中的任意一种，按照钛/钙原子比＝0.2～5的比例，搅拌混合，静置陈化，形成含钛、钙和磷复合溶胶CS；

静置陈化时间为6～30小时；

(4)复合溶胶层涂敷：以经过表面清洗的医用金属为基材，采用浸蘸提拉法或匀胶法在其表面涂敷第(3)步制备好的含钛、钙和复合溶胶CS，得到医用金属基复合溶胶层；

(5)转化：将第(4)步制备的医用金属基复合溶胶层材料转入可加热的箱体中预热，控制加热箱体的温度在50～90℃，并维持30～120分钟，使医用金属基表面复合溶胶层中的溶剂挥发，转化为复合凝胶层；

(6)烧成：将第(5)步制得的医用金属基复合凝胶层材料放置在电热炉中烧制，烧制工艺条件如下：分为室温至120℃的预热和120℃至烧成温度连续的两段进行，两段升温过程的相关参数如下：1)室温至120℃预热段：控制该温度段的升温速率为5～10℃/分钟，并在120℃保温20～45分钟；2)120℃至烧成温度段：烧成温度为600～900℃，控制该温度段的升温速率为10～20℃/分钟并在烧成温度保温30～120分钟，然后冷却至室温，即成。

4、根据权利要求3所述的医用金属基氧化钛-羟基磷灰石纳米复合涂层材料的制备方法，其特征在于：所述第(1)步，静置陈化的时间为1～3天；所述钛酸酯选自钛酸乙酯、钛酸四异丙酯或钛酸丁酯中的任意一种；钛溶胶T1或钛溶胶T2或钛溶胶T3中，乙醇质量占体系总质量的60～80％。

5、根据权利要求3或4所述的医用金属基氧化钛-羟基磷灰石纳米复合涂层材料的制备方法，其特征在于：所述第(2)步，硝酸钙乙醇溶液M1中乙醇的质量百分含量为60～70％；溶液M2中乙醇的质量百分含量为60～75％；磷酸酯或亚磷酸酯的乙醇溶液M3中乙醇的质量百分含量亦为60～75％；磷酸酯或亚磷酸酯为选自磷酸甲酯、磷酸乙酯、磷酸丙酯、磷酸丁酯、亚磷酸甲酯、亚磷酸二乙酯、亚磷酸三乙酯中的一种。

6、根据权利要求3或4所述的医用金属基氧化钛-羟基磷灰石纳米复合涂层材料的制备方法，其特征在于：所述第(2)步，静置陈化的时间为1～3天。