[发明专利]一种表面含纳米Se颗粒的316L不锈钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于不锈钢的制备领域，特别涉及一种表面含纳米Se颗粒的316L不锈钢的制备方法。

背景技术

316L不锈钢(SS)由于良好的生物相容性、力学性能、耐腐蚀性和易加工性而作为生物医用材料被广泛应用于矫形外科、牙种植体和冠状动脉支架等应组织修复领域。医用316SS尽管具有优异的综合性能，但在长期的临床使用中，仍然存在难以避免的问题和不足，比如本身不具备生物活性、抗菌性能差等问题。

现有的普通不锈钢无法满足对抗菌作用的迫切要求，一些钢铁公司结合金属元素(如Ag、Cu、Zn等)的抗菌活性和不锈钢的可加工性以及耐腐蚀性，成功研制了含银、含铜等抗菌不锈钢。银是最常用的抗菌金属离子，抗菌效果显著。Yuan等人采用银和铌对316LSS进行改性，结果表明，316LSS含适量银时具有良好的抗菌性能和耐微生物腐蚀性能。但最近研究表明，银虽然具有抗菌性，但也具有较强细胞毒性。铜作为一种抗菌剂也被广泛应用在生物材料领域，但因其抗菌性能比银弱，需要更大的剂量，而且包括铜在内的重金属都具有较强的生物毒性且由于铜在生物体内只能发生各种形态的相互转化、分散和富集，不能被生物体所降解。若长期使用含铜的抗菌材料，容易造成人体铜中毒，对人体器官造成负担，特别是肝和胆，若超过肝脏的处理能力，还会释放到血液中，损伤红细胞，引起溶血和贫血。

红色纳米硒是采用纳米技术合成，使硒的物质结构由原来分子态变成了纳米态的零价物质，使其具有很高的活性及低毒性能。Wang等人(QiWang，WebsterThomasJ.Shortcommunication:Inhibitingbiofilmformationonpapertowelsthroughtheuseofseleniumnanoparticlescoatings.[J].InternationalJournalofNanomedicine2013:8407-411)以谷胱甘肽为还原剂、亚硒酸钠为硒源(摩尔比为4:1)，0.5MNaOH调节pH，旋转涂覆纳米Se于纸巾上。抗菌实验表明：纳米Se对金黄色葡萄球菌具有显著的抗菌作用，经过1、2、3天培养后，抗菌率分别为88.6％、88.9％、88.8％。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种表面含纳米Se颗粒的316L不锈钢的制备方法，该方法快速，简便，高效；该方法制备的纳米Se分散性好，无团聚现象；该方法制得的表面含纳米Se颗粒的316LSS具有良好的抗菌性。

本发明的一种表面含纳米Se颗粒的316L不锈钢的制备方法，包括：

(1)将316L不锈钢置于高氯酸的乙二醇电解液中，阳极氧化，得到具有纳米坑阵列的316L不锈钢；其中，高氯酸与乙二醇的体积比为1:15～25，电解液温度为-5℃～10℃；

(2)将亚硒酸或者亚硒酸盐溶液在搅拌下滴加到抗坏血酸溶液中，搅拌，得到Se溶液；其中，亚硒酸或亚硒酸盐溶液与所述的抗坏血酸溶液体积比为1.0:0.7～1.2；

(3)将步骤(2)中的Se溶液滴入到步骤(1)中的具有纳米坑阵列的316L不锈钢中，15℃～40℃静置，清洗，干燥，得到表面含有纳米Se颗粒的316L不锈钢。

所述步骤(1)中阳极氧化的电压为20V～70V，时间为30s～15min。

所述步骤(1)中具有纳米坑阵列的316L不锈钢的坑径为50nm～150nm。

所述步骤(2)中亚硒酸盐为亚硒酸钠或者亚硒酸钾。

所述步骤(2)中亚硒酸或亚硒酸盐溶液浓度为0.01mol/L～0.05mol/L，抗坏血酸溶液浓度为0.01mol/L～0.1mol/L。

所述步骤(2)中搅拌的温度为15℃～40℃，时间为1min～10min。

所述步骤(3)中滴入为迅速滴入。

所述步骤(3)中静置的时间为4～24h。

所述步骤(3)中清洗为用去离子水冲洗。

所述步骤(3)中干燥的温度为35℃～80℃，干燥时间为1h～6h。

使用不同尺寸的316L不锈钢纳米坑阵列，可调节纳米Se颗粒的大小，所制得的纳米Se颗粒平均粒径为40nm～150nm。本发明成功在316L不锈钢纳米微孔中装载了纳米Se颗粒，该材料有望用于医用抗菌领域。

本发明利用316LSS电化学阳极氧化后表面的纳米坑阵列，负载纳米Se颗粒，以期望获得良好的抗菌性能。