[发明专利]一种医用钛表面梯度纳米银的制备方法

说明书

一种医用钛表面梯度纳米银的制备方法，涉及医用钛表面涂层修饰。医用钛箔表面预处理；制备TiO₂纳米管；配制含银离子电解液；采用双极电化学反应实验，得医用钛表面梯度纳米银。在医用钛表面构筑梯度纳米银涂层结合传统电化学阳极氧化法和双极电化学法，通过选用合适的电解液配方和控制电化学参数获得颗粒梯度变化的纳米银，制得的TiO₂纳米管阵列形状规则，紧密排列。TiO₂纳米管阵列表面制得的纳米银颗粒尺寸梯度变化。在较短的时间内利用双极电化学法在钛纳米管表面一步制备得到梯度纳米银的颗粒，具有工艺简单、耗时短、易于实现和控制等特点。应用于纳米银颗粒抗菌的高通量筛选时，具有高效、快速的特点。

技术领域

本发明涉及医用钛表面涂层修饰，尤其是涉及应用双极电化学法在医用钛表面可控构筑粒径梯度变化的一种医用钛表面梯度纳米银的制备方法。

背景技术

医用钛及其合金因其良好的生物相容性已被广泛地应用于外科植入材料。医用植入材料在植入初期易因细菌的繁殖生长而导致感染，甚至植入失败，因此除了一个无菌的环境之外，植入体的抵菌性在植入初期非常重要。银是一种广谱抗生素，广泛应用于含银骨水泥等种植材料中，但银的抵菌性是一把双刃剑，即(Li H,Cui Q,Feng B,etal.Antibacterial activity of TiO2,nanotubes:Influence of crystal phase,morphology and Ag deposition[J].Applied Surface Science,2013,284(11):179-183)银不仅能作为抵菌剂，当其含量超过一定浓度时也会影响细胞活性，即产生细胞毒性(Arora S,Jain J,Rajwade J M,et al.Cellular responses induced by silvernanoparticles:In vitro,studies[J].Toxicology Letters,2008,179(2):93-100)。因此在医用钛表面沉积银纳米颗粒时需要考虑如何最大限度地发挥纳米银的抵菌作用，又不会抑制细胞的粘附生长，即最大程度地降低细胞毒性。

发明内容

本发明的目的在于提供用于纳米银的高通量筛选，在医用钛及其合金表面构筑粒径梯度变化的一种医用钛表面梯度纳米银的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)医用钛箔表面预处理；

2)制备TiO₂纳米管；

3)配制含银离子电解液；

4)采用双极电化学反应实验，得医用钛表面梯度纳米银。

在步骤1)中，所述医用钛箔表面预处理的具体方法可为：将医用钛箔切割为(2.5～3)cm×(4～4.5)cm，在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗各20min，再用电吹风吹干或自然晾干后存放于自封袋中。

在步骤2)中，所述制备TiO₂纳米管的方法可为传统电化学阳极氧化法，所用的阳极为医用钛或其合金，阴极为大面积的碳、铂、不锈钢等中的一种，电解液的质量百分浓度为0.1％～1％氢氟酸，电化学阳极氧化电压为10～20V，氧化时间为20～60min，待反应结束后用去离子水冲洗钛箔，吹风机吹干，自封袋中保存留用。

在步骤3)中，所述含银离子电解液可为硝酸银和硝酸钠的混合液，其中硝酸钠的摩尔浓度可为0.01～0.02mol/L，硝酸银的摩尔浓度可为0.001～0.002mol/L。

在步骤4)中，所述双极电化学反应可采用恒电压模式，电压范围为5～10V，电解液为1～3ml，电解液中含银离子，电沉积反应的温度可为18～25℃，电沉积反应的时间可为0.5～5min；在双极电化学反应结束后，取出医用钛箔并用去离子水轻轻冲洗、晾干；所述电化学反应实验为阴极还原反应，主要发生在双极电极的阴极一侧，即靠近电源正极的钛表面。