[发明专利]磁控溅射制备(HA＋Zro2＋Y2O3)/ Ti6Al4V生物复合材料骨种植体的方法

摘要

本发明的目的是提供磁控溅射制备基于Ti₆Al₄V表面HA+ZrO₂+Y₂O₃生物复合薄膜人工骨种植体的方法。通过HA+ZrO₂+Y₂O₃复合靶材制备、Ti₆Al₄V基材表面活化处理，再将HA复合靶材和Ti₆Al₄V基材分别置入主溅射室和进样室，合理控制磁控溅射工艺参数进行溅射，溅射后从主溅射室取出试样，并在进样室进行后处理，得到基于Ti₆Al₄V表面HA复合生物薄膜人工骨种植体。本发明与现有制备技术相比较，优点如下：HA+ZrO₂+Y₂O₃生物复合薄膜与基材附着强度高，可达60～100MPa；Ti₆Al₄V基材温升低，膜层成分均匀稳定，一般不存在HA的分解；通过磁控溅射工艺参数调整，可以使HA复合生物薄膜梯度变化，而且HA生物复合薄膜表面呈现10％～30％孔隙，有助于缺损骨组织的修复和重建；成本较低，膜层较薄，厚度为2～5um，所用HA复合粉体相对较少。

主权项

1.磁控溅射法制备(HA+ZrO2+Y2O3)/Ti6Al4V的生物复合材料骨种植体的方法，其特征在于：(1).磁控溅射HA+ZrO2+Y2O3复合靶材制备采用溶胶—凝胶法制备得到亚微米级HA+ZrO2+Y2O3复合粉体，在复合粉体中加入占其重量4％～10％、浓度为5％～11％的聚乙烯醇溶液进行造粒，并在100～150MPa压力下干压成生坯片，然后在温度为800℃～1250℃下保温0.5～4小时进行排胶和烧成，从而得到尺寸为Φ10mm*1mm～Φ60mm*3mm的磁控溅射HA复合靶材；(2).Ti6Al4V基材表面活化处理对Ti6Al4V基材采用SiO2砂纸进行打磨、刚玉砂喷砂，并置于丙酮及无水乙醇溶液中超声清洗及去离子水冲洗，烘干备用；(3).磁控溅射工艺过程将HA复合靶材和Ti6Al4V基材分别置入主溅射室和进样室，并对主溅射室和进样室抽真空至1×10-5～9×10-5Pa之间，在进样室对Ti6Al4V基材进行预溅射清洗，在氩气氛围下，调节基材与靶材间距在40mm～80mm之间，在达到真空度1×10-1～9×10-1Pa时调节溅射功率100～600W起辉溅射，溅射2～4小时后从主溅射室取出试样，并在进样室进行后处理，后处理温度为300～600℃，保温时间为1～6小时，即可得到基于Ti6Al4V表面HA复合生物薄膜人工骨种植体。