[发明专利]一种水汽处理含锡微弧氧化涂层制备具有生物电活性钛种植体的方法

说明书

一种水汽处理含锡微弧氧化涂层制备具有生物电活性钛种植体的方法，将钛试样置于装有电解液的不锈钢槽中进行微弧氧化；然后置于反应釜中水汽处理表面生长纳米结构的二氧化锡，得到的电活性生物微弧氧化涂层，该涂层具有微观多孔结构，表面生长了纳米结构的二氧化锡。该涂层结构与基体之间无不连续界面，在模拟体液环境中能快速诱导形成类骨磷灰石，具有良好的生物活性。

技术领域

本发明涉及一种金属表面改性技术领域，具体涉及一种水汽处理含锡微弧氧化涂层制备具有生物电活性钛种植体的方法。

背景技术

利用微弧氧化技术，可在Ti及其合金表面生成氧化层。与此同时，通过调节电解液成分，控制电工艺参数，还能对涂层的成分、组织和结构进行调控，以赋予涂层材料不同的功能性。这是利用该方法中所涉及到的等离子体化学和电化学反应，和胶体微粒的沉积作用。根据医用钛种植体领域的需求，需对钛表面进行生物活性处理。目前为解决这一问题，常采用掺杂钙、磷、镁等生物活性元素，或后处理引入生物活性官能团等方法，以增强微弧氧化涂层的生物活性。但是，现有方法制备的钛微弧氧化涂层生物活性较弱。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，提供一种水汽处理含锡微弧氧化涂层制备具有生物电活性钛种植体的方法，该方法通过在含锡的微弧氧化涂层表面原位生长二氧化锡纳米层赋予其电活性生物。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种水汽处理含锡微弧氧化涂层制备具有生物电活性钛种植体的方法，包括以下步骤：

1)微弧氧化处理：将锡酸钠、氢氧化钠以及β-甘油磷酸钠加入到水中，得到混合溶液，以混合溶液作为电解液，以钛试样为阳极，以不锈钢槽体为阴极；将电解液加入到不锈钢槽体中，将钛试样置于电解液中进行微弧氧化，在钛试样表面生成具有微观多孔结构的微弧氧化涂层，得到含锡微弧氧化钛试样；

2)水汽处理：将水汽溶液注入水汽反应釜中，将步骤1)烘干后的含锡微弧氧化钛试样悬挂于水汽溶液上方，在150～240℃下水汽处理1～48h，得到具有生物电活性钛种植体。

本发明进一步的改进在于，所述步骤1)中混合溶液中锡酸钠的浓度为0.01～1mol/L，氢氧化钠的浓度为0.01～1mol/L，β-甘油磷酸钠的浓度为0.01～1mol/L。

本发明进一步的改进在于，所述步骤1)中钛试样为TA2、TA3、TA4工业纯钛或TC4钛合金。

本发明进一步的改进在于，所述步骤1)中微弧氧化参数如下：微弧氧化采用脉冲电压，正电压为250～550V，负电压为0～100V，微弧氧化脉冲频率为200～800Hz，微弧氧化的占空比为6～30％，微弧氧化时间为5～15min。

本发明进一步的改进在于，所述步骤1)中置于0～40℃的电解液中进行微弧氧化。

本发明进一步的改进在于，所述步骤2)中水汽溶液是将氢氧化钠、去离子水与无水乙醇混合制得，其中，氢氧化钠的浓度为0.001～1mol/L。

本发明进一步的改进在于，氢氧化钠的浓度为0.02～0.5mol/L。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中去离子水和无水乙醇的体积比为(1～3):1。

本发明进一步的改进在于，去离子水和无水乙醇按体积比为(2～3):1。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中在150～240℃下水汽处理1～40h。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中在180～220℃下水汽处理10～36h。