[发明专利]一种3D构型高结合强度钛酸钠纳米纤维涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种3D构型高结合强度钛酸钠纳米纤维涂层的制备方法，采用纯钛片作为基体材料，将其表面打磨光滑后，清洗、烘干待用；配制刻蚀液，将抛光的钛片置入刻蚀液中刻蚀，然后清洗、烘干待用；将得到的纯钛样品浸泡在浓度为0.5mol·L^‑1～1.0mol·L^‑1的NaOH溶液中，在220℃～230℃的条件下水热处理2～17小时，即在钛表面得到高结合强度钛酸钠纳米纤维涂层。本发明通过简单易行的水热法实现了钛种植体表面不同几何构型的三维纳米纤维涂层的构建，浸入溶液中的各个表面，其涂层的构建是均匀一致的，无死角和遮蔽部位，并且可以通过液气共同作用得到一种可用于制作贯穿皮质骨和松质骨专用骨钉的梯度3D涂层。

技术领域

本发明属于医用金属表面生物活化改性技术领域，涉及一种钛基医用种植体表面生物活性涂层的制备技术，具体涉及一种3D构型高结合强度钛酸钠纳米纤维涂层的制备方法。

背景技术

随着社会经济发展、文明进步和生活水平的日益提高，人类对自身的健康及医疗康复产业格外重视。与此同时，生活节奏加快，社会人口剧增，交通工具大量涌现，疾病及自然灾害等频繁发生，造成受到意外伤害的人数剧增。因此，发展生物医用植入材料用于人体组织的重建及修复具有巨大的经济效益和重大的社会效益。

在生物医用金属材料中，钛及钛合金具有化学稳定性强、耐蚀性好、比强度高、生物相容性优异等优点，凭借相对于其他金属的优良综合性能，成为医用硬组织植入体的首选材料。目前，钛金属是医用临床中性能最优的金属材料。因此在骨科、矫形外科、牙科等医学领域得到了更加广泛地应用。

钛及钛合金是一种生物惰性材料，在植入早期生物组织将它视为异物继而产生大量的胶原纤维将其包裹，导致其无法与骨形成牢固结合，在临床上表现为植入体很难在短时间内达到与周围骨组织之间的生物活性结合。同时，钛金属的弹性模量远高于骨，故钛合金与骨之间很难形成强有力的化学骨性结合，取而代之的仅是机械嵌连性的骨结合。在临床表现上，植入体与骨间力学性能的不匹配将导致植入部位产生应力屏蔽区，导致靠近植入体的骨组织密度减小并发生骨吸收，最终导致植入体的松动。因此，为了提高钛金属的生物活性，与骨形成无胶原纤维组织包裹的牢固骨性结合，须对钛金属进行表面改性。

常见的表面改性方法有溶胶-凝胶、阳极氧化、微弧氧化、气相沉积、离子注入以及激光或等离子体熔覆等技术。每种改性技术有各自的特点，但对于复杂形貌钛种植体表面而言，比如在边缘处或孔洞内均难以成膜。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种3D构型高结合强度钛酸钠纳米纤维涂层的制备方法，以克服现有存在的问题，本发明通过简单易行的水热法实现了钛种植体表面3D构型的三维纳米纤维涂层的构建，浸入溶液中的各个表面，其涂层的构建是均匀一致的，无死角和遮蔽部位。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种3D构型高结合强度钛酸钠纳米纤维涂层的制备方法，包括以下步骤：

1)机械抛光

采用纯钛片作为基体材料，将其表面打磨光滑后，清洗、烘干待用；

2)刻蚀

配制刻蚀液，将步骤1)得到的机械抛光的钛片置入刻蚀液中刻蚀，然后清洗、烘干待用；

3)水热处理

将步骤2)得到的纯钛样品浸泡在浓度为0.5mol·L^-1～1.0mol·L^-1的NaOH溶液中，在220℃～230℃的条件下水热处理2～17小时，即在钛表面得到高结合强度钛酸钠纳米纤维涂层。

进一步地，步骤1)中依次采用100#、400#、800#、1500#的金相砂纸对基体材料的表面打磨。

进一步地，步骤1)中清洗具体为：依次用丙酮、无水乙醇和去离子水分别超声清洗10～20min。