[发明专利]一种用于医用金属材料的表面改性方法

说明书

本发明公开了一种用于医用金属材料的表面改性方法，包括：S1金属材料磨抛及清洗；S2在金属材料表面生成氧化物薄膜或混合氧化物薄膜；S3采用溶胶凝胶法在金属材料表面进一步制备TiO₂薄膜，完成对金属材料的表面改性。其在保证金属材料的机械性能及TiO₂薄膜生物相容性的基础上，通过原位表面改性技术，对金属材料表面进行前处理，提高TiO₂薄膜与金属材料的界面结合力，从而提高金属材料使用过程中的稳定性和安全性。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种医用金属材料的“两步法”表面改性方法。

背景技术

金属材料因具有良好的机械性能而广泛用于血管支架、骨科及心脏瓣膜等领域，然而在与活体组织接触时，金属材料表面离子释放往往会产生不利的宿主反应和材料反应，医用金属材料的生物相容性有待进一步提高。

表面改性技术是在不改变基体材料性质的基础上，通过对材料表面成分和微观结构的调控，提高材料的性质。薄膜技术是一种重要的表面改性技术，近年来，利用TiO₂薄膜良好的生物相容性，通过薄膜技术在医用金属材料表面制备TiO₂薄膜，改善医用金属材料的生物相容性，已取得了较大的进展，其主要工作在于通过溅射法、等离子体浸没离子注入与沉积技术、溶胶-凝胶法等薄膜制备方法和技术在医用金属材料表面制备TiO₂薄膜，研究薄膜材料的制备工艺、微观结构与生物相容性之间的关系。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于医用金属材料的表面改性方法，有效解决现有技术中金属材料与改性薄膜材料界面之间结合力不够的技术问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种金属材料的表面改性方法，包括：

S1金属材料磨抛及清洗；

S2 在金属材料表面生成氧化物薄膜或混合氧化物薄膜；

S3 采用溶胶凝胶法在金属材料表面进一步制备TiO₂薄膜，完成对金属材料的表面改性。

进一步优选地，在步骤S2中，采用预先配置的混合酸溶液对金属材料进行钝化，在其表面生成氧化物薄膜。

进一步优选地，在步骤S2中，采用高温热处理的方法在金属材料表面生成混合氧化物薄膜。

进一步优选地，在步骤S3中包括：

S31 采用钛酸四丁酯为原料配制TiO₂溶胶；

S32 通过浸渍式提拉法在金属材料表面形成TiO₂薄膜。

在本发明提供的用于医用金属材料的表面改性方法中，首先，在金属材料表面生成氧化物或混合氧化物薄膜，增加金属材料表面的粗糙度和表面能；之后，进一步在金属材料表面制备TiO₂薄膜，完成对金属材料进行了两步改性，使其同时具备亲水性（含有羟基）。其在保证金属材料的机械性能及TiO₂薄膜生物相容性的基础上，通过原位表面改性技术，对金属材料表面进行前处理，提高TiO₂薄膜与金属材料的界面结合力，从而提高金属材料使用过程中的稳定性和安全性。尤其在医用技术领域，采用该表面改性方法处理后，表面的TiO₂薄膜与基底的金属材料之间具有良好结合力的同时具有良好的血液相容性，在血管支架、骨科和心脏瓣膜等领域都具有应用前景。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对金属材料表面改性方法的上述特性、技术特征、优点及实现方式予以进一步说明。

图1为本发明中金属材料的表面改性方法流程示意图；