[发明专利]一种表面具有纳米级类骨TiO2

说明书

本发明公开了一种表面具有纳米级类骨TiO₂膜层的钛合金，由钛合金基材、Ti膜层和纳米级类骨TiO₂膜层组成，其制备过程为：对钛合金基材进行前处理，然后采用气相沉积法在经前处理后的钛合金基材表面制备Ti膜层，再采用电解刻蚀法在Ti膜层上制备纳米级类骨TiO₂膜层并进行后处理，得到表面具有纳米级类骨TiO₂膜层的钛合金。本发明通过在钛合金基材的表面沉积制备Ti膜层，有效阻止了钛合金基材中的有毒或不良元素进入人体，保证了良好的生物相容性，通过在Ti膜层电解刻蚀形成纳米级多孔结构的纳米级类骨TiO₂膜层，提高了其成分、组织分布均匀性，进而提高了骨整合性，适用于医用植入材料。

技术领域

本发明属于钛合金表面处理技术领域，具体涉及一种表面具有纳米级类骨TiO₂膜层的钛合金。

背景技术

医用钛及钛合金种植体不但能与骨形成骨整合(骨组织与种植体表面直接接触，两者间无软组织介入)，而且植入人体不会引起局部或全身的不良反应，无致畸、致敏、致癌作用，且拥有良好的生物相容性、力学性能和机械加工性能，是目前非常理想的牙种植体材料。目前的研究发现，种植体表面呈纳米尺寸孔洞会增大其比表面积和活性位点，进而使其表面活性大大增强，促进诱导磷灰石的沉积和蛋白吸附，对骨组织细胞的结合力也将随之增加。因此，在其表面构建纳米多孔结构就显得非常必要。

钛在生理环境中耐腐蚀性好，但强度和耐磨损性较差；而钛合金的强度和加工性能都较好，但研究后发现，钛合金中的某些元素(例如：V等) 对生物体内骨、肝等器官具有毒性。因此，需要寻找一种合适的方法，以克服两者的缺点并充分发挥两者的优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种表面具有纳米级类骨TiO₂膜层的钛合金。该表面具有纳米级类骨TiO₂膜层的钛合金由钛合金基材、Ti膜层和纳米级类骨TiO₂膜层组成，通过在钛合金基材的表面沉积制备Ti膜层，有效阻止了钛合金基材中的有毒或不良元素进入人体，保证了良好的生物相容性，通过在Ti膜层电解刻蚀形成纳米级多孔结构的纳米级类骨TiO₂膜层，提高了其成分、组织分布均匀性，进而提高了表面具有纳米级类骨TiO₂膜层的钛合金的骨整合性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种表面具有纳米级类骨TiO₂膜层的钛合金，其特征在于，由钛合金基材、Ti膜层和纳米级类骨TiO₂膜层组成，该钛合金的制备过程为：对钛合金基材进行前处理，然后采用气相沉积法在经前处理后的钛合金基材表面制备Ti膜层，再采用电解刻蚀法在Ti膜层上制备纳米级类骨TiO₂膜层并进行后处理，得到表面具有纳米级类骨TiO₂膜层的钛合金。

本发明的表面具有纳米级类骨TiO₂膜层的钛合金由钛合金基材、Ti 膜层和纳米级类骨TiO₂膜层组成，首先在钛合金基材的表面沉积制备Ti 膜层，在保证钛合金基材优良的强度和加工性能的同时，有效阻止了钛合金基材中的有毒或不良元素进入人体，保证了良好的生物相容性，然后采用电解刻蚀法直接在单一成分的Ti膜层上形成纳米级类骨TiO₂膜层，由于纳米级类骨TiO₂膜层为纳米级多孔结构，且仅含有Ti和O，具有更好的成分、组织分布均匀性，比表面积大且活性位点多，对骨组织细胞的结合能力大大增强，有利于细胞在其表面更好的黏附、分化和增殖，提高了钛合金表面纳米级类骨结构的膜层的骨整合性。