[发明专利]一种具有抑菌作用的双级孔微弧氧化生物涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微弧氧化技术领域，特别是一种具有抑菌作用的双级孔微弧氧化生物涂层的制备方法。

背景技术

钛及其合金在生物医用器械中具有广泛应用前景。因其所具有的高机械强度、高韧性和良好的耐蚀性，在人体关节、牙、骨等硬组织替换中得到广泛应用。但现有的钛材料与诱导骨之间的弹性模量存在失配，导致的部件失效。另一方面，种植体在植入初期，因表面可能附着有微生物而易造成感染，并且可能对种植体出现排异反应导致手术失败。目前为解决力学失配问题多采用物理法和化学法对材料表面进行改性，但该方法会导致微弧氧化涂层的破坏和失效。同时为避免植入初期所造成的感染，多采用药物控制和后期创口消毒方法进行治疗，方法复杂繁琐，且持续时间长。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有钛材料与诱导骨之间的弹性模量存在失配，导致的部件失效，且种植体在植入初期易造成感染的问题，而提供一种具有抑菌作用的双级孔微弧氧化生物涂层的制备方法。

本发明的一种具有抑菌作用的双级孔微弧氧化生物涂层的制备方法按照以下步骤进行：

一、钛试样表面预处理：使用200#、600#、1000#、1500#砂纸依次对钛试样打磨抛光，然后依次使用丙酮、质量百分含量为95%的乙醇溶液和去离子水进行超声清洗5min，然后在40℃烘箱内烘干30min；

二、微弧氧化处理：将步骤一预处理后的钛试样放入硅钙磷钠银系电解液中，以钛试样为正极、铁板为负极，在电解液温度为30℃~60℃，脉冲电压为200~500V、工作频率为200~1000Hz、占空比为4~20%的条件下，微弧氧化5min，得微弧氧化涂层钛试样；

三、将步骤二得到的微弧氧化涂层钛试样，采用去离子水冲洗3~5次，在40℃烘箱内烘干30min，放入含硅钙磷钠银-硝酸银系电解液中，以微弧氧化涂层钛试样为正极、铁板为负极，在含硝酸根系电解液温度为50~80℃，电流为5~10A、工作频率为200~1000Hz、占空比为4~20%的条件下，微弧氧化5min；

四、将步骤三氧化处理后的微弧氧化涂层钛试样放入硅钙磷钠系电解液中，以微弧氧化涂层钛试样为正极、铁板为负极，在硅钙磷钠系电解液温度为10℃~40℃，脉冲电压为300~600V、工作频率为200~1000Hz、占空比为4~20%的条件下，微弧氧化5min；

五、将步骤四氧化处理后的微弧氧化涂层钛试样取出，采用去离子水冲洗3~5次，在40℃烘箱内烘干30min，即得具有抑菌作用的双级孔隙微弧氧化陶瓷涂层的钛试样；

步骤二中所述电解液以去离子水为溶剂，由浓度为1~20g/L的乙酸银溶液、浓度为5~15g/L的硅酸钠溶液、浓度为5~15g/L的乙酸钙溶液、浓度为5~15g/L的磷酸二氢钙溶液、浓度为5~30g/L的EDTA-2Na溶液和浓度为5~20g/L的氢氧化钠溶液组成；

步骤三中所述硅钙磷钠银-硝酸银系电解液以去离子水为溶剂，由浓度为5~15g/L的硅酸钠溶液、浓度为5~15g/L的乙酸钙溶液、浓度为5~15g/L的磷酸二氢钙溶液、浓度为5~30g/L的EDTA-2Na溶液、浓度为5~20g/L的氢氧化钠溶液、浓度为0.1~20g/L的硝酸银溶液和浓度为0.1~20g/L的硝酸钠溶液组成；或者硅钙磷钠银-硝酸银系电解液以去离子水为溶剂，由浓度为5~15g/L的硅酸钠溶液、浓度为5~15g/L的乙酸钙溶液、浓度为5~15g/L的磷酸二氢钙溶液、浓度为5~30g/L的EDTA-2Na溶液和浓度为5~20g/L的氢氧化钠溶液组成；

步骤四中所述硅钙磷钠系电解液以去离子水为溶剂，由浓度为5~15g/L的硅酸钠溶液、浓度为5~15g/L的乙酸银溶液、浓度为5~15g/L的磷酸二氢钙溶液、浓度为5~15g/L的乙酸钙溶液、浓度为5~30g/L的EDTA-2Na溶液和浓度为5~20g/L的氢氧化钠溶液组成。

本发明包含以下有益效果：