[发明专利]一种基于纳米银颗粒的纳米抗菌涂层材料及其制备方法

说明书

一种基于纳米银颗粒的纳米抗菌涂层材料及其制备方法，包括如下步骤：配制单宁酸溶液与氯化铁溶液；钛合金片制得单宁酸‑铁薄膜的制备；银氨络合溶液的配制：表面同时负载银纳米颗粒及单宁酸‑铁薄膜的钛合金片的制备。其优点是：利用单宁酸的水溶性、配位性及还原性，使得单宁酸结构中的邻苯二酚基团与钛表面的羟基具有较好的配位效应；利用钛合金片表面单宁酸的还原性，采用滴加银氨络合离子的方式在钛合金表面负载一层单分散的纳米银；方法简便，快速，环保，且在室温下进行，无需复杂的程序以及昂贵的设备，效率高、成本低廉。

技术领域

本发明涉及材料科学与纳米材料技术领域，具体地说是一种基于纳米银颗粒的纳米抗菌涂层材料及其制备方法。

背景技术

生物医用材料指的是一种与生物系统相互接触后可以对生物体的组织、器官或功能进行诊断、治疗、可增强或可替代的材料。生物医用材料必须具有良好的耐腐蚀性，优异的力学新性能、生物相容性以及生物安全性。由于钛及钛合金具有良好的生物相容性，更好的机械性能以及优异的耐腐蚀性，所以钛及钛合金被广泛的用作骨科的固定植入材料，尤其是在负载部位具有广泛的应用。

钛植入体的外科手术中经常会引起细菌感染及相关的并发症，甚至会导致植入失败，通常采用系统的注射抗生素治疗细菌感染，但是抗生素的滥用会引起细菌抗性，甚至会诱发多种耐药性的超级细菌的出现，而且抗生素的注入会减少人体的天然免疫系统。为了改善医用钛植入体表面的抗菌能力，通常采用的方法包括(1)：直接注入抗生素，(2)：在钛植入体涂层表面负载无机抗菌剂(Ag和ZnO)以及将一些其它的具有抗菌活性的试剂装载进入基质(具有抗菌活性的聚合物，非抗生素的有机抗菌剂或者一些抵抗粘附的试剂)。

在已有的这些涂层中，钛合金表面银掺杂的涂层在控制植入体相关的感染方面十分有效，这一类涂层十分稳定，且对细菌和真菌具有光谱抗菌型，更重要的是不会产生耐药性。目前在临床和科学研究领域有许多方法将Ag纳米颗粒掺杂进入钛合金表面，比如说等离子体注入、电化学技术、等离子体喷涂以及磁控溅射。但是所有这些方法都非常耗时且需要复杂的设备，这进一步限制了它的应用。尽管原位合成的方法具有高效简便等优点，其已经被证明为非常有前景的策略，但是大多数原位形成的方法需要有毒的甚至是有害的试剂，这也进一步限制了它的应用。

发明内容

为了解决上述技术缺陷，本发明提供简便、快速、效果优异的一种基于纳米银颗粒的纳米抗菌涂层材料及其制备方法。

本发明一方面保护一种基于纳米银颗粒的纳米抗菌涂层材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、配制浓度为10～180mg/mL的单宁酸溶液与6～20mg/mL的氯化铁溶液，备用。

S2、逐级打磨钛合金片后依次置入丙酮、蒸馏水、酒精中超声清洗，再将经超声清洗的钛合金片置入盛放有去离子水的容器内，使得钛合金片淹没于去离子水中；然后将装有钛合金片的容器置入磁力搅拌器上，搅拌的同时向容器内分别加入步骤所述步骤S1制备的单宁酸溶液、氯化铁溶液，最后将容器从磁力搅拌器上取下，调节容器内溶液PH值至8～9；

S3、重复步骤S2 10～15次，从而在钛合金片的表面制得单宁酸-铁薄膜，取出钛合金片用去离子水清洗备用；

S4、银氨络合溶液的配制：先分别配置浓度为100-300mmol/L的硝酸银溶液及10％-20％(V/V)的氨水溶液，再滴加氨水溶液于硝酸银溶液，使得硝酸银溶液经历一次浑浊、澄清后即可获得银氨络合溶液，备用；

S5、将步骤S3制备的钛合金片置入盛放有去离子水的另一容器内，再将此容器置入磁力搅拌器上，搅拌的同时向此容器内加入步骤S4所制备的银氨络合溶液，使得钛合金片表面同时负载有银纳米颗粒及单宁酸-铁薄膜。

本发明第二方面保护第一方面所述方法制备的纳米抗菌涂层材料。

一种基于纳米银颗粒的纳米抗菌涂层材料及其制备方法，其优点是：