[发明专利]具有表面可控微纳复合结构生物膜的钛植入体的制备方法

权利要求书

1.一种具有表面可控微纳复合结构生物膜的钛植入体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）设计表面具有微米孔隙的钛植入体模型，这些微米孔隙的轮廓能够使得植入体表面具有合适的波动度和偏度，其中波动度在±2 mm之间，偏度为0-0.7；其中，所述微米孔隙为倒圆台形凹坑或波浪形凹坑；所述倒圆台形凹坑的上表面直径为250-500 μm,下表面直径为100-400 μm，深度为100-2000 μm，相邻凹坑底面中心点之间的间距为500-2000 μm；所述波浪形凹坑间距为100μm-2000μm，深度为100-2000 μm；

（2）使用纯钛或钛合金粉末材料作为基体材料，并采用增材制造方法中的激光选区熔化（SLM）技术将所述步骤（1）设计得到的所述钛植入体模型打印成形，得到钛植入体初品；其中，所述激光选区熔化（SLM）技术采用如下设置：激光功率为150-200W，光斑直径为0.1mm，扫描间距0.1 mm，铺粉厚度 0.04 mm，扫描速度 1-1.2 m/s；

（3）采用等离子体微弧氧化（PEO）技术配合水热法后处理或电泳沉积法后处理在所述钛植入体初品的表面原位生成微纳复合结构的羟基磷灰石膜层，从而得到钛植入体成品；该钛植入体成品即具有表面可控微纳复合结构生物膜的钛植入体；其中，所述等离子体微弧氧化（PEO）技术中所采用的电解液中，溶质包括钙离子和磷离子以及络合剂，利用该等离子体微弧氧化（PEO）技术能够在所述钛植入体初品的表面原位生成TiO₂/Ca₃(PO₄)₂复合的钙磷生物膜层；

所述等离子体微弧氧化（PEO）技术是使用频率100-400Hz的脉冲交流电，采用恒流模式，处理时间为5-40min，电解液温度不超过40°C，终止电压不超过550V，生成的钙磷生物膜层的厚度为1-30 μm；其中，所述脉冲交流电的占空比5-50%，正相电流密度为5-30A/dm²,正相电流密度与负相电流密度比为1.2-2，负向电压为-60~-150V之间。

2.如权利要求1所述具有表面可控微纳复合结构生物膜的钛植入体的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述基体材料为医用级钛单质或医用级钛合金。

3.如权利要求2所述具有表面可控微纳复合结构生物膜的钛植入体的制备方法，其特征在于，所述基体材料为Ti-6Al-4V、纯钛中的任意一者。

4.如权利要求1所述具有表面可控微纳复合结构生物膜的钛植入体的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述钙离子来自醋酸钙或草酸钙，所述磷离子来自磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、磷酸二氢钙、β-甘油磷酸钠或β-甘油磷酸钾中的一种，所述络合剂为EDTA或柠檬酸。

5. 如权利要求1所述具有表面可控微纳复合结构生物膜的钛植入体的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述等离子体微弧氧化（PEO）技术中所采用的电解液中，钙离子浓度为0.05-0.2mol/L，磷离子浓度为0.02-0.1 mol/L，所述电解液中Ca/P摩尔比为2：1。

6.如权利要求4所述具有表面可控微纳复合结构生物膜的钛植入体的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述等离子体微弧氧化（PEO）技术中所采用的电解液是采用醋酸钙、磷酸二氢钠和EDTA-2Na配制而成的，并且该电解液中EDTA-2Na的物质的量是醋酸钙物质的量的0.2倍。

7. 如权利要求1所述具有表面可控微纳复合结构生物膜的钛植入体的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，生成的所述微纳复合结构的羟基磷灰石膜层，具有纳米孔洞，这些纳米孔洞的孔径为1-500 nm。