[发明专利]具有长效抗菌性能和良好生物相容性的医用钛材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于医用材料领域，涉及一种功能化钛材的制备方法。

背景技术

钛及钛合金具有与人骨近似的弹性模量、优良的耐蚀性、良好的生物相容性和加工性能，自70年代开始就作为植入材料被广泛应用于牙科植入体、人工关节及牙齿植入支架等。细菌感染是生物材料植入失败最常见的原因之一。如果受到严重感染，就需要取出植入体并重新手术。因此，理想的植入体不仅需要良好的生物相容性，而且需要持久的抗菌性能。

既往研究结果显示，合适的纳米管管径和管长可以促进细胞功能；二氧化钛纳米管在加载抗生素后具有良好的抗菌性能，但由于抗生素的快速释放，不能达到持久的抗菌效果；二氧化钛纳米管在加载银纳米颗粒后具有比较持久的抗菌能力，但对细胞有一定毒性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有长效抗菌性能和良好生物相容性的医用钛材及其制备方法，操作过程简单，无需特殊设备，制备成本低，所得产品具有长效抗菌性能和良好的生物相容性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1．具有长效抗菌性能和良好生物相容性的医用钛材的制备方法，包括以下步骤：

a．将钛材清洗得到洁净的金属表面；

b．采用阳极氧化法在步骤a得到的钛材表面形成规则有序的二氧化钛纳米管阵列；

c．用银盐溶液通过旋涂的方式处理步骤b得到的钛材，使银盐进入二氧化钛纳米管内，再通过高温加热使进入二氧化钛纳米管内的银盐分解形成银纳米颗粒；

d．将步骤c得到的钛材表面用紫外光照射1~3小时，再在钛材表面滴加二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵（QAS）溶液，加热处理形成QAS修饰层，即得具有长效抗菌性能和良好生物相容性的医用钛材。

优选的，所述步骤a是将钛材依次用丙酮、异丙醇和甲醇超声清洗10~20分钟，再用水清洗2~4次，干燥备用。

优选的，所述步骤b是以步骤a得到的钛材作为阳极，铂作为阴极，用浓度为0.25~0.30 mol/L、以体积比为1:1的丙三醇-水混合液为溶剂的氟化铵溶液作为电解液，在恒电压30V条件下阳极氧化反应30~60分钟；处理后的钛材清洗、干燥备用。

更优选的，所述步骤b是用浓度为0.27mol/L、以体积比为1:1的丙三醇-水混合液为溶剂的氟化铵溶液作为电解液，在恒电压30V条件下阳极氧化反应30分钟。

优选的，所述步骤c是用饱和浓度的银盐溶液通过旋涂的方式处理步骤b得到的钛材，旋涂次数为10~30次，每次先以450~550转/分钟旋涂15~30秒，再以1000~2000转/分钟旋涂10~20秒；处理后的钛材清洗、干燥，再在470~550℃、惰性气体保护条件下加热2~4小时，冷却备用。

更优选的，所述步骤c是用浓度为1mol/L的硝酸银溶液进行旋涂，旋涂次数为30次，每次先以450转/分钟旋涂18秒，再以1500转/分钟旋涂12秒；处理后的钛材清洗、干燥后，在500℃、氩气保护条件下加热3小时。

优选的，所述步骤d是将步骤c得到的钛材表面用紫外光照射1~3小时，再在钛材表面滴加质量分数为0.4~0.6%的QAS溶液，80℃加热16-24小时，即得具有长效抗菌性能和良好生物相容性的医用钛材。

更优选的，所述步骤d是将步骤c得到的钛材表面用紫外光照射2小时，再在钛材表面滴加质量分数为0.5%的QAS溶液，80℃加热20小时。

2．采用上述制备方法制得的产品即为具有长效抗菌性能和良好生物相容性的医用钛材。