[发明专利]一种银修饰晶型二氧化钛纳米管层的制备方法

说明书

本发明涉及一种银修饰晶型二氧化钛纳米管层的制备方法，包括三个步骤：通过恒压阳极氧化在医用纯钛表面构筑一层二氧化钛纳米管层；将制得的二氧化钛纳米管阵列层置于装有硝酸银溶液的离心管内离心，得到离心吸附装载硝酸银的二氧化钛纳米管阵列层；离心吸附硝酸银的二氧化钛纳米管阵列层，通过热处理分解硝酸银同时二氧化钛由无定型向晶型转变得到锐钛矿型二氧化钛纳米管阵列层。本发明制备得到的银修饰晶态纳米管阵列，实现了纳米管形貌、特定晶体类型以及银修饰的结合，银修饰晶型纳米管阵列层在诱导模拟体液中体现出良好的磷灰石沉积的能力以及抗菌性，从而达到了提高医用钛表面的生物相容性以及赋予其抗菌性的表面改性目的。

技术领域

本发明涉及一种二氧化钛纳米管阵列层的制备方法，尤其是涉及到一种银修饰晶型二氧化钛纳米管阵列层的制备，属于医用材料表面改性领域。

背景技术

钛及其合金广泛应用于骨组织的修复和替换，但钛本身的生物惰性等制约了其临床的应用。感染是临床植入手术失败的主要原因，也是钛基植入物必须要面对的问题。因此，对钛进行表面改性以提升其生物相容性、抗菌性十分必要。阳极氧化法由于可以在钛表面制备出与天然骨组织的纳米尺度相当的二氧化钛纳米管受到广泛的关注。这种纳米管结构的微观形貌具有重要的仿生意义。但阳极氧化法制备的纳米管是非晶态，相对于锐钛矿型二氧化钛纳米管而言具有较差的诱导模拟体液中磷灰石沉积的能力。因此有必要通过热处理来使阳极氧化制备的纳米管由非晶态转变为锐钛矿型，以提高其成骨矿化能力，进而提高钛基植入物的生物相容性。此外，银是一种被人类使用悠久的古老抗菌剂，具有广谱抗菌性、高效性、不引起耐药菌株产生的特点。银修饰纳米管改性是一种兼具仿生意义以及抗菌性的方法。银修饰纳米管的方法有等离子体浸没注入法、浸渍法、电沉积法、紫外还原等。但这些方法都不能在装载银的同时使纳米管由无定型转变为锐钛矿型。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中存在的银修饰纳米管改性不能同时进行晶型转变的问题，提供一种在医用钛表面银修饰晶型纳米管层的制备方法，以填补技术空白。该方法通过热处理实现热分解硝酸银同时二氧化钛由无定型向晶型转变，进而获得银修饰晶型二氧化钛纳米管阵列层，实现了纳米管形貌、特定晶体类型以及银修饰的结合，最终达到了提高医用钛表面的生物相容性以及赋予其抗菌性的目的。

本发明提供一种银修饰晶型二氧化钛纳米管层的制备方法，所述方法包括 ：

（1）通过直流恒压阳极氧化在医用纯钛表面构筑一层二氧化钛纳米管层；

（2）二氧化钛纳米管层离心装载硝酸银 ：将所述二氧化钛纳米管层置于含硝酸银溶液的离心管中，转速为5000~10000r/min,离心时间为30~120min,得到装载硝酸银溶 液的二氧化钛纳米管阵列;

（3）装载硝酸银溶液的二氧化钛纳米管阵列200℃~400℃热处理3~8h，得到银修饰的晶态二氧化钛阵列。

上述步骤（1）中，直流恒压阳极氧化的阴极可以为石墨片电极或者铂片电极，电解液为含水的氟化铵-乙二醇溶液，其中氟化铵浓度0.2~0.4mol/L，水的体积百分比为1~6%，阳极氧化电压为 20~50V,氧化时间为 0.5~2.5 小时。

上述步骤（2）中，硝酸银溶液的浓度可以是浓度为 10mmol/L～ 100mmol/L。

上述步骤（3）中，热处理的升温速率为7~10℃ /min。

本发明所取得的有益效果：

经本发明的工艺制备得到的银修饰晶态纳米管阵列，实现了纳米管形貌、特定晶体类型以及银修饰的结合，银修饰晶型纳米管阵列层在诱导模拟体液中体现出良好的磷灰石沉积的能力以及抗菌性，从而达到了提高医用钛表面的生物相容性以及赋予其抗菌性的表面改性目的。

附图说明

图 1 为实施例1所得纯钛表面载银二氧化钛纳米管阵列层的SEM形貌图。