[发明专利]一种可弯曲杀菌复合涂层及其制备方法和生物医用材料

说明书

本发明提供一种可弯曲杀菌复合涂层及其制备方法和生物医用材料。本发明提供的可弯曲杀菌复合涂层，包括在基体表面依次设置的NOCr缓冲层和纳米复合层，所述纳米复合层包括在NOCr缓冲层表面依次交替设置的CuAlO层和CrCuO层。本发明以NOCr为缓冲层，提高了基体与涂层之间的结合力，通过交替设置的CuAlO层和CrCuO层提高了抗机械磨损性能和弯曲裂变性能，抑制了金属重离子腐蚀和析出，杀菌性能大幅度提高。实验结果表明，本发明提供的可弯曲杀菌复合涂层摩擦系数低至0.14，硬度可达24GPa，与基体结合力可达60N，弹性回复率可达60％，杀菌效果可达100％。

技术领域

本发明涉及硬质涂层技术领域，特别涉及一种可弯曲杀菌复合涂层及其制备方法和生物医用材料。

背景技术

镍钛合金具有优异的形状记忆效应和超弹性、优良的生物相容性、射线不透性、核磁共振无影响性和耐腐蚀性等特点，使其成为继不锈钢和钛合金之后获得广泛应用的生物医用金属材料。目前已开发的镍钛合金医用产品包括血管内支架、接骨和修复器件、人体腔道支架和手术器械等。

如果医用生物金属材料没有足够的耐蚀性能，植入人体后，就会在腐蚀过程中释放出金属离子，并与生物组织相互作用，引起组织变异与改性，干扰正常的生理机能，轻者引起炎症，重者导致植入的失败，甚至致癌。众所周知，镍是生物毒性元素，镍离子有潜在的致癌作用，而镍钛合金中含有近 50％的镍，因此，镍钛合金能否作为植入材料曾一度受到质疑，因而延缓了镍钛合金在医用领域应用的发展速度。

为了进一步扩大镍钛合金的应用范围和延长其使用寿命，人们开始通过表面修饰提高其生物功能性如生物相容性及杀菌特性。同时，作为血管支架防护涂层必须具有良好的弹性，对于极度屈曲成角的血管，高弹性的支架易于通过，而僵硬的支架则容易导致血管穿孔等并发症，这样防护涂层的可弯曲性就显得非常重要。

现阶段的柔性防护涂层为高分子聚合物涂层，但其机械性能较差，容易开裂。TiN具有较高的硬度，可显著提高合金耐磨损能力，但其生物相容性及耐腐蚀性能有待提高。类金刚石(DLC)涂层由于拥有低的摩擦系数和良好的生物相容性使其在生物医学领域备受关注，但是DLC涂层与镍钛合金基体的晶格不匹配，会在基体与DLC涂层界面间形成大的残余应力，导致薄膜脱落。因此，需要开发与基体结合力好，具有优良机械性能，且可弯曲的杀菌涂层。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可弯曲杀菌复合涂层及其制备方法和生物医用材料。本发明提供的可弯曲杀菌复合涂层与基体结合力好且具有优良机械性能。

本发明提供了一种可弯曲杀菌复合涂层，包括在基体表面依次设置的 NOCr缓冲层和纳米复合层，所述纳米复合层包括在NOCr缓冲层表面依次交替设置的CuAlO层和CrCuO层。

优选的，每层CuAlO层和CrCuO层的厚度分别独立地为6～10nm。

优选的，所述CuAlO层的数量为50～100层。

优选的，所述CuAlO层按原子百分比计，包括：铜23～34at.％，铝13～30 at.％和氧48～60at.％。

优选的，所述CuAlO层为CuAlO非晶结构。

优选的，所述CrCuO层按原子百分比计，包括：铬15～30at.％，铜20～40 at.％和氧34～64at.％。

优选的，所述CrCuO层为包括Cr₂O₃纳米晶和CrCuO非晶的纳米复合结构。

优选的，所述NOCr缓冲层的厚度为300～700nm。

本发明提供了一种上述技术方案所述可弯曲杀菌复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)在基体表面沉积NOCr缓冲层；