[发明专利]一种生物医用金属材料及其制备方法

权利要求书

1.一种生物医用金属材料，由基底材料、活化层、抗菌层、生物活性蛋白层组成，在所述基底材料表面涂覆活化剂形成活化层，在所述活化层表面涂覆抗菌剂形成抗菌层，在所述抗菌层表面涂覆生物活性蛋白剂形成生物活性蛋白层,其特征在于：

所述的基底材料为多孔钛合金，该多孔钛合金由成孔剂和基体金属粉末混合制备而成；

所述的成孔剂为粒径为400μm的硬脂酸颗粒；

所述的基体金属粉末，以质量百分比计为6-8％锆粉、0.5-0.9％铌粉、0.4-0.7％钽粉、0.1-0.3％硼粉，余量为钛粉；

所述的活化剂，由以下重量份数的原料组成：5-8份羟基磷灰石、1.5-2.7份硅酸二钙、4-7份甲壳素、2.1-3.6份聚酰胺、1.2-2.8份聚氨基酸、2.3-2.7份硫酸钙、2-3份聚(2-恶唑啉)、15-30份聚乙二醇1.5-3.5份改性淀粉；

所述的生物活性蛋白剂，由以下重量份数的原料组成：0.5-1.5份几丁聚糖、2-4份海藻酸钙、5-9份蚕丝丝素蛋白、1-3份明胶、1.5-2.5份磷酸丝氨酸、2-4份纤维蛋白、适量蒸馏水；

所述的抗菌剂，由以下重量份数的原料组成：1-3.5份纳米氧化锌、1-3份聚氨酯、2.5-4.5份壳聚糖、1.2-2.4份聚羟基丁酸酯、0.5-1.6份纳米银、2.5-3.8份聚乳酸、2-6份羟基乙酸。

2.根据权利要求1所述的一种生物医用金属材料制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

①基底材料制备：

a、按质量百分比取锆粉、铌粉、钽粉、硼粉和钛粉混合在高真空电弧加热炉中熔炼，搅拌15min,再加入成孔剂，充分搅拌30min，最后压制成坯料；

b、将坯料置于1000-1400℃环境中烧结，保温1-4h，随炉冷却后得到基底材料；

②活化剂制备：

a、按重量份数，取羟基磷灰石、硫酸钙、硅酸二钙混合，粉碎至粒径为200um,然后将混合粉置于400-500℃环境中煅烧1-2h，然后至于温度为300℃真空度为0.08的环境中保温40min,取出、在60s内冷却至室温，再置于60-70℃环境中干燥至恒重；

b、将干燥至恒重的混合粉，再与改性淀粉、甲壳素、聚酰胺、聚氨基酸、聚(2-恶唑啉)、聚乙二醇混合，置于球磨机中，研磨30-40min,取出至于反应釜中，搅拌均匀后，加热反应釜至120-160℃，反应50-70min，然后将物料温度降至50-60℃，得活化剂备用；

③抗菌剂制备：

按重量份数，取纳米氧化锌、壳聚糖、纳米银、聚乳酸、羟基乙酸混合置于高速搅拌机中，控制转速2000r/min，搅拌10min，再与聚氨酯、聚羟基丁酸酯混合均匀置于高速分散机在1500r/min分散30-40min,再置于70-80℃恒温水浴中恒温40-50min，室温下静置24小时，离心，上清液即为抗菌剂；

④生物蛋白剂制备：

a、按重量份数，分别将蚕丝丝素蛋白、纤维蛋白置于-20℃下冷冻15h；

b、将几丁聚糖、海藻酸钙、磷酸丝氨酸和明胶混合加入混合物重量1倍的蒸馏水研磨1-1.5h,然后与蚕丝丝素蛋白、纤维蛋白混合均匀，置于振荡器中处理20min,过滤沉淀，上清液即为生物蛋白剂；

⑤生物医用金属材料制备：

将制备的基底材料置于电炉中预热，然后将步骤②活化剂均匀涂覆在基底材料的表面，之后对涂覆有活化剂的的基底材料在30-40℃环境中处理15-20min，形成活化层；再用制备的步骤③抗菌剂均匀涂覆在活化层上，之后对涂覆有活化层和抗菌层的基底材料在35-40℃环境中处理15-20min，形成抗菌层；最后将步骤④制备的生物蛋白剂均匀涂覆在抗菌层表面，之后对涂覆有活化层、抗菌层和生物蛋白层的基底材料在37-40℃环境中处理15-20min，即得生物医用金属材料。

3.根据权利要求1所述一种生物医用金属材料，其特征在于：多孔钛合金由成孔剂和基体金属粉末按照重量比1-3:9-12混合制备而成。

4.根据权利要求3所述一种生物医用金属材料，其特征在于：多孔钛合金由成孔剂和基体金属粉末按照重量比2:11混合制备而成。