[发明专利]一种硬组织替代材料制备方法

说明书

技术领域

本发明属于医用生物材料领域，尤其涉及一种硬组织替代材料制备方法。

背景技术

羟基磷灰石（HA，Ca₁₀(PO4)₆(OH)₂）与天然硬组织的矿化物相似，被认为是一种生物活性材料。骨组织可以被看作是有机基体内填充了70%的纳米和亚微米类羟基磷灰石结构的矿化物。羟基磷灰石陶瓷作为骨替换材料已在临床上获得应用。然而羟基磷灰石的力学性能和耐疲劳性能较差，不能用于承载部位的骨组织替换。日本学者最早提出等离子喷涂羟基磷灰石涂层的设想，羟基磷灰石涂层植入人体能在短时间内与骨组织形成牢固结合，其主要缺点是羟基磷灰石涂层与钛基体结合不牢固。羟基磷灰石涂层与钛基体结合强度低的主要原因是它们的热膨胀系数相差较大（分别为13.3×10^-6/K和（8.4～8.8）×10^-6/K），致使残余应力偏高。

采用高机械强度和具有良好生物相容性的陶瓷或金属与HA复合制备复合涂层，是改善涂层与基体结合的一种较好方法。

公开号为CN101385873A的中国专利公开一种在纳米羟基磷灰石生物复合涂层的制备方法，该方法是用水热电泳沉积法在C/C复合材料表面制备纳米羟基磷灰石生物复合涂层的方法，制得的涂层与基体的界面结合强度为10-23MPa。

公开号为CN177969A的中国专利公开一种纳米羟基磷灰石/碳纳米管复合涂层制备方法，该方法是采用电泳沉积法制备新型碳纳米管/纳米羟基磷灰石复合涂层的方法，制得的涂层与基体的界面结合强度仅为20-35MPa。

上述复合涂层存在以下不足之处： HA复合涂层与基体的结合强度不高，有待进一步提高。

发明内容

本发明为解决现有的硬组织替代材料中羟基磷灰石复合涂层与基体的结合强度差的技术问题，提供一种羟基磷灰石复合涂层与基体的结合强度好的硬组织替代材料制备方法。

本发明还提供了一种硬组织替代材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1、纳米羟基磷灰石粉体制备；

S2、基体预处理；

S3、电泳沉积悬浮液配置：首先将羟基磷灰石粉体、ZnO粉体和Mg(NO₃)₂·6H₂O粉体按(1-10)：1：1-2的质量百分比加入到异丙醇中，使电泳沉积悬浮液的总浓度为6-12g/L；然后超声波振荡、磁力搅拌和陈化后制得纳米HA/ZnO电泳沉积悬浮液；所述超声波振荡功率为200W，时间为 30-60min；磁力搅拌的时间为2-5h，陈化时间为1-3h；

S4、电泳沉积处理，将纳米HA/ZnO电泳沉积悬浮液倒入水热电泳反应釜中，填充度控制在60-80%；然后将步骤S2预处理后的基体固定在水热电泳反应釜的阴极，铂或不锈钢为阳极，并将阴极和阳极浸于悬浮液中；密封反应釜，进行电沉积，电沉积后冷却干燥即得到具有HA/ZnO复合涂层的替代材料。

该硬质阻止替代材料的制备方法不需要后期的晶化热处理，从而避免了生物涂层在高温热处理过程中的相变和分解。且本发明操作简单易行，所得涂层产品成本低。本发明的制备方法得到的硬组织替代材料，其复合涂层与基体有较强的结合强度，界面结合强度35-45MPa。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明还提供了一种硬组织替代材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1、纳米羟基磷灰石粉体制备；

S2、基体预处理；

S3、电泳沉积悬浮液配置：首先将羟基磷灰石粉体、ZnO粉体和Mg(NO₃)₂·6H₂O粉体按(1-10)：1：1-2的质量百分比加入到异丙醇中，使电泳沉积悬浮液的总浓度为6-12g/L；然后超声波振荡、磁力搅拌和陈化后制得纳米HA/ZnO电泳沉积悬浮液；所述超声波振荡功率为200W，时间为 30-60min；磁力搅拌的时间为2-5h，陈化时间为1-3h；