[发明专利]一种高抗菌性医用金属玻璃及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高抗菌性金属玻璃及其制备方法，通过二次冷却法制得具有硬度深度金属玻璃后，通过激光纹理对其表面改性，经二次冷却和激光修饰后距表面1~3μm深度的金属玻璃形成均匀分布的晶相，所制备的抗菌金属玻璃抗菌性能优异且高度疏水，接触角为120~130^o，可以有效破坏细菌的膜与DNA，减少细菌粘附，抗菌率为98.7~99%。

技术领域

本发明属于金属玻璃制备应用技术领域，本发明提供一种高抗菌性医用金属玻璃及其制备方法。

背景技术

医院感染是指住院病人在医院内获得的感染，包括在住院期间发生的感染和在医院内获得出院后发生的感染。随着抗生素的大量使用，出现了一些具有抗生素耐药性的细菌，其中一些细菌可以耐受多种抗生素，从而加剧了医院感染的风险。而且因抗生素耐药性细菌从而导致了全球医疗成本的上升。使用不同的抗生素是解决细菌耐药性的主要途径，然而，新型抗生素的发现速度大大降低，因此迫切需要替代方法。

抗生素的传统替代方法就是抗菌材料，例如铜和银。其中银在干燥环境中的效果较差，铜的耐磨性低，无法长期使用。而非晶态合金即金属玻璃不会表现出晶体的规则排列，从而拥有优异的机械性能和耐磨性能。但是由于金属玻璃中剪切带引起的不均匀的塑性变形使得其缺少晶界，限制了铜银等离子向细菌中扩散，从而限制了其抗菌活性。将结晶相引入无定形基质或块状金属玻璃复合物中是限制剪切带局部化的一种方法。此外优化结晶相的体积分数可以将优异的杀菌作用和机械性能相结合，达到优化抗菌和耐磨性能的目的。

近年来，以激光纹理化来进行表面改性可以降低金属玻璃复合材料的脆性。激光和表面在高温下相互作用，可以重新分布残余应力，增加自由体积，在某些情况下，还可以产生材料的部分结晶，从而改变了金属玻璃本身的不均匀剪切带。激光纹理化还可以改变表面的形貌和化学性质，改变表面的润湿性，都会影响细菌的附着。尽管如此，通过激光纹理化对金属玻璃和金属玻璃复合材料进行修饰存在改性不均匀的缺点。

激光纹理化对于优化金属玻璃和金属玻璃复合材料的表面非常重要。然而表面的光洁度与细菌吸附之间的相关性仍存在争议。通常情况下，纳米至微米级的粗糙表面的细菌附着力会增加，而厘米级的粗糙表面可以抑制细菌的繁殖。同时，粗糙改性也可以改变表面的润湿性，可将亲水性改变为疏水性。一般来说，疏水材料比亲水材料更难粘附细菌。

发明内容

1.为了解决上述问题，本发明提供了一种高抗菌性金属玻璃及其制备方法，通过二次冷却法制得具有硬度深度金属玻璃后，通过激光纹理对其表面改性，经二次冷却和激光修饰后距表面1~3 μm深度的金属玻璃形成均匀分布的晶相，所制备的抗菌金属玻璃满足组分：

Cu_xCo_100-x-yTi_y

30≤x≤45，5≤y≤15，抗菌性能优异且高度疏水，接触角为120~130^o，可以有效破坏细菌的膜与DNA，减少细菌粘附，抗菌率为98.7~99%。

2.本发明的技术方案如下：