[发明专利]镍钛管状骨内固定器及其制备方法

权利要求书

1.一种镍钛管状骨内固定器，其特征在于镍钛记忆合金管状骨内固定器的金属基体表面有一层生物相容性良好的Ti/ZrTi(C，N)梯度涂层，所述的Ti/ZrTi(C，N)梯度涂层具有双层结构，由与镍钛管状骨内固定器表面接触的Ti过渡层和ZrTi(C，N)表面层组成，Ti底层厚度为0.1-0.5μm；ZrTi(C，N)表面层厚度为1.0-5.0μm。

2.如权利要求1所述的镍钛管状骨内固定器，其特征在于所述的ZrTi(C，N)表面层是ZrTiC、ZrTiN或者ZrTiCN三种薄膜中的一种。

3.如权利要求1所述的镍钛管状骨内固定器的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)首先用镍钛记忆合金加工好管状骨内固定器；

2)将镍钛记忆合金管状骨内固定器进行表面预处理，然后通过两步磁控溅射处理，在管状骨内固定器表面获得由Ti过渡层和ZrTi(C，N)表面层依次组成的Ti/ZrTi(C，N)梯度涂层，所述的表面层ZrTi(C，N)是ZrTiC、ZrTiN或者ZrTiCN三种薄膜中的一种。

4.如权利要求3所述的镍钛管状骨内固定器的制备方法，其特征在于表面预处理采用Kroll’s溶液将管状骨内固定器化学抛光至接近镜面，并且依次在丙酮、无水乙醇和蒸馏水中超声清洗后在自然条件下干燥。

5.如权利要求4所述的镍钛管状骨内固定器的制备方法，其特征在于表面预处理采用Kroll’s溶液的体积浓度为40％的2ml HF+体积浓度为66％的4mlHNO₃+994ml蒸馏水。

6.如权利要求3所述的镍钛管状骨内固定器的制备方法，其特征在于Ti过渡层的制备过程包括如下步骤：用可以三维旋转的夹持工具将表面预处理过的镍钛管状骨内固定器固定于磁控溅射工作室内，磁控溅射处理条件为：靶材为Ti靶纯度≥99.9％、本底真空度为1×10^-3-1×10^-4Pa、工作总压为0.3-0.7Pa、氩气的流量为30cm³/min、基底偏压为-50V、基底温度为250-450℃、靶基距为60-100mm、溅射功率为120-150W、溅射时间10-30min。

7.如权利要求3所述的镍钛管状骨内固定器的制备方法，其特征在于ZrTiN表面层的制备过程包括如下步骤：用可以三维旋转的夹持工具将表面磁控溅射Ti过渡层的镍钛管状骨内固定器固定于磁控溅射工作室内；磁控溅射处理条件为：靶材为纯Zr、纯Ti拼靶纯度≥99.9％，面积比Zr∶Ti＝1∶4-4∶1；N₂的流量为1-5cm³/min；本底真空度为1×10^-3-1×10^-4Pa；工作总压为0.3-0.7Pa；氩气的流量为30cm³/min；基底偏压为-50V；基底温度为250-450℃；靶基距为60-100mm；溅射功率为150-200W；溅射时间60-90min。

8.如权利要求3所述的镍钛管状骨内固定器的制备方法，其特征在于ZrTiC表面层的制备过程包括如下步骤：用可以三维旋转的夹持工具将表面磁控溅射Ti过渡层的镍钛管状骨内固定器固定于磁控溅射工作室内。磁控溅射处理条件为：靶材为纯Zr、纯Ti、石墨拼靶纯度≥99.9％，固定石墨的面积百分比含量为60％，面积比Zr∶Ti＝1∶4-4∶1；本底真空度为1×10^-3-1×10^-4Pa；工作总压为0.3-0.7Pa；氩气的流量为30cm³/min；基底偏压为-50V；基底温度为250-450℃；靶基距为60-100mm；溅射功率为150-200W；溅射时间60-90min。

9.如权利要求2所述的镍钛管状骨内固定器的制备方法，其特征在于ZrTiCN表面层的制备过程包括如下步骤：用可以三维旋转的夹持工具将表面磁控溅射Ti过渡层的镍钛管状骨内固定器固定于磁控溅射工作室内；磁控溅射处理条件为：靶材为纯Zr、纯Ti、石墨拼靶纯度≥99.9％，固定石墨的面积百分比含量为60％，面积比Zr∶Ti＝1∶4-4∶1；N₂的流量为1-5cm³/min；本底真空度为1×10^-3-1×10^-4Pa；工作总压为0.3-0.7Pa；氩气的流量为30cm³/min；基底偏压为-50V；基底温度为250-450℃；靶基距为60-100mm；溅射功率为150-200W；溅射时间60-90min。