[发明专利]CuHA/GO/多巴胺复合涂层的微波-电化学制备方法

说明书

本发明涉及金属表面涂层方法领域，尤其是CuHA/GO/多巴胺复合涂层的微波‑电化学制备方法。该制备方法包括以下步骤：(1)将钛基片表面依次进行丙酮超声、乙醇超声、碱热处理；在碱热处理的钛表面沉积聚多巴胺涂层；(2)经超声波和磁力搅拌得到均匀的电解液；(3)在电解液中进行电化学沉积，得到具有载铜羟基磷灰石/氧化石墨烯/多巴胺复合涂层的钛基片。本发明通过微波‑电化学装置构建HA复合功能涂层以改善其综合性能，通过电解作用使得阴极附近电解液的pH值局部增大，与钛表面电解产生的羟基结合，直接形成非晶HA前体，从而在阴极上沉积出磷酸钙盐涂层，极大地提高沉积效率。

技术领域

本发明涉及金属表面涂层方法领域，尤其是CuHA/GO/多巴胺复合涂层的微波-电化学制备方法。

背景技术

虽然商业纯钛(CP-Ti)及其合金被广泛应用于牙科和整形外科，但是它们只表现出有限的生理稳定性和骨整合能力，大量研究发现其植入体内后经常会因感染导致植入松动等术后并发症。解决这些问题需要改善钛表面的综合性能。羟基磷灰石(HA)与人体牙齿和骨骼的无机成分近似，因其优异的骨传导和骨诱导特性被用于薄膜材料，钛植入表面HA薄膜已进入临床应用阶段。但是，由于 HA涂层良好的细胞相容性同样利于细菌的粘附和生长，这样植入体周围容易感染而引发炎症，使得HA涂层失去骨整合的能力而导致植入体发生松动。此外， HA差的耐磨性和低的断裂韧性仍难以满足天然骨组织的机械性能要求，这阻碍了其作为膜层材料在主要承载设备上的临床应用。综上，开发一种耐磨性好且抑菌性优的促成骨功能涂层成为当前急需要解决的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决背景技术中描述的技术问题，本发明提供了一种CuHA/GO/多巴胺复合涂层的微波-电化学制备方法，通过微波-电化学装置构建HA复合功能涂层以改善其综合性能。在电场力的作用下，Ca2+和 PO43–迅速地聚集到钛表面，通过电解作用使得阴极附近电解液的pH值局部增大，使该区域的钙磷盐过饱和度上升，与此同时电解质根据自身的介电性能吸收电磁波能量，Ca2+和PO43–无需经历晶体的逐步成核、生长和成熟阶段，与钛表面电解产生的羟基结合，直接形成非晶HA前体，从而在阴极上沉积出磷酸钙盐涂层，极大地提高沉积效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种CuHA/GO/多巴胺复合涂层的微波-电化学制备方法，该方法包含以下步骤：

(1)将钛基片表面依次进行丙酮超声、乙醇超声、碱热处理；在碱热处理的钛表面沉积聚多巴胺涂层，所制备的样本以Ti/PDA标记；

(2)取分析纯的四水硝酸钙、硝酸铜和磷酸二氢氨分别用蒸馏水溶解后，将其混合，向混合液中加入氧化石墨烯，用氨水调节pH＝4.4，经超声波和磁力搅拌得到均匀的电解液；

(3)在电解液中，以饱和甘汞电极为参比电极，大面积铂片为对电极， Ti/PDA为工作电极，在三电极系统的电解槽中进行电化学沉积，得到具有载铜羟基磷灰石/氧化石墨烯/多巴胺复合涂层的钛基片。

具体地，步骤(3)中，所述电化学沉积的沉积电流为0.95mA，沉积时间为1500s，沉积温度为60℃。

具体地，步骤(1)中，所述丙酮超声与乙醇超声的方法为，将钛基片裁剪成1mm×10mm×10mm规格，分别用280，800，2000目砂纸打磨钛基片的两面以获得均匀的粗糙度，然后分别用99.5％丙酮及99.7％乙醇超声10分钟。

具体地，步骤(1)中，所述碱热处理的方法为，将丙酮超声与乙醇超声超声完毕后的钛基片浸泡于5M Na OH溶液中24小时，使其表面钝化，再放入马弗炉中150℃热处理1小时。