[发明专利]一种在钛表面制备类骨结构膜层的方法

说明书

本发明公开了一种在钛表面制备类骨结构膜层的方法，属于生物医用材料技术领域。该方法包括以下步骤：首先采用3D打印激光熔铸技术在医用钛金属表面进行预处理，使得医用钛金属表面粗化；然后对经过预处理的医用钛金属进行电解氧化，使得其表面生成二氧化钛类骨膜层；最后清洗并干燥。经过本发明的方法处理后得到的膜层与钛基底结合牢固，且表面没有微裂纹形态均匀，有利于蛋白质粘附以及骨细胞的营养，促进其分化、增殖，提高骨整合能力，在牙种植等医用内植物产品领域应用广泛。

技术领域

本发明涉及生物医用材料技术领域，具体涉及一种在钛表面制备类骨结构膜层的方法。

背景技术

在生物医用金属材料中，钛及其合金具有较好的力学性能、抗腐蚀性和良好的生物相容性。凭借其优良的综合性能，钛及其合金成为人工关节、骨创伤产品、脊柱矫形内固定系统、牙种植体、牙托、牙矫形丝、人工心脏辨膜、介入性心血管支架等医用内植物产品的首选材料。通过对钛金属表面氧化层进行改性来提高钛金属与骨组织的结合能力，被称为骨整合。为了更好、更快、更安全地完成骨整合，科学家们一直在致力于钛金属表面的TiO₂结构改性研究。目前，国内外现在主要是通过酸蚀、碱蚀、微弧氧化、阳极氧化等方法来对钛金属表面的TiO₂结构进行改性。但是，现在这些方法都是在微米级操作的，钛表面上的坑洞直径大约为100～300μm，不能形成良好的三维结构，不利于蛋白质粘附以及骨细胞附着增殖，因而使骨整合时间延长。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种在钛表面制备类骨结构膜层的方法，通过该方法在钛表面形成的类骨结构膜层呈微纳米三维结构，蛋白质及骨细胞能够很好地在其表面黏附、增殖、分化。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种在钛表面制备类骨结构膜层的方法，包括以下步骤：

a、预处理：采用3D打印激光熔铸技术在医用钛金属表面形成表面光滑的球体结构，使得医用钛金属表面粗化，然后使用高压水反复冲洗后进行超声振荡，干燥后备用；

b、电化学处理：以经过预处理的医用钛金属为阳极，铜片为阴极，放在电解质溶液中，采用直流稳压电源进行阳极氧化，在表面生成二氧化钛类骨膜层；

c、清洗：使用流水将经过氧化的医用钛金属经过反复冲洗后，再依次使用无水乙醇、丙酮、去离子水分别对其进行超声清洗；

d、干燥：将经过超声清洗的医用钛金属置于低温干燥箱中干燥，密封封存。

作为本发明优选的实施方式，所述步骤a中的球体结构的直径为20～50μm，医用钛金属表面的坑洞间距为100～300μm。

作为本发明优选的实施方式，所述步骤a中超声振荡的时间为20～40min。

作为本发明优选的实施方式，所述步骤b中形成的二氧化钛类骨膜层的厚度为0.5～2.5μm，二氧化钛类骨膜层的孔径为100～500nm。

作为本发明优选的实施方式，所述步骤b中的电解质溶液由以下按质量百分数计的各组分配制而成：NaOH 0.4～0.6％、H2C2O4 0.2～0.4％、AgNO30.02～0.04％、余量为蒸馏水。

作为本发明优选的实施方式，所述步骤b中的电解条件为：阳极氧化电流为80～120mA，两极间距为20～30mm，常温下电解2～4h。

作为本发明优选的实施方式，所述步骤c中每次超声清洗的时间为20～40min。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：