[发明专利]一种钛合金基抗菌膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种钛合金基抗菌膜的制备方法，包含如下步骤：步骤[1]钛合金表面螯合处理；步骤[2]g‑C₃N₄纳米颗粒的Mg²⁺掺杂；步骤[3]Mg²⁺掺杂g‑C₃N₄纳米颗粒在埃洛石纳米管的负载；步骤[4]埃洛石在钛合金螯合表面选择性电泳沉积。通过该方法制备的膜层，其中Mg²⁺掺杂g‑C₃N₄具有优良光催化抗菌活性，超疏水的螯合物可有效抑制细菌体在螯合物区域的黏附，亲水性的网状结构埃洛石负载Mg²⁺掺杂g‑C₃N₄有利于细菌体在该网状区域粘附，而其间隔紧密分布的尖锐纳米柱结构可促使粘附的菌体细胞破裂死亡，因此本制备方法制作的抗菌膜对多菌种具有多重协同作用的抗菌性能。

技术领域

本发明涉及骨科植入材料领域，特别是一种对多菌种具有多重协同抗菌功能的钛合金基抗菌膜的制备方法。

背景技术

骨科植入材料在临床上广泛用于骨修复、骨手术切除替换、骨缺损的填充、骨折的固定和支撑等的治疗，然而手术植入骨科植入材料极易引起细菌感染，而骨科植入材料表面形成细菌生物膜是导致细菌感染的根本原因。骨科植入材料表面细菌生物膜的形成过程包括细菌体的黏附、细菌繁殖和细菌的播散。通过在骨科植入材料表面构筑抗菌膜能抑制骨科植入材料表面细菌生物膜的形成，从而可避免骨植入材料手术植入感染。

迄今为止，已研发的骨科植入材料抗菌膜作用原理包括细菌体黏附抑制、细菌体的药物和光催化杀灭、抗菌膜表面微结构对细菌体的破坏。然而，骨植入材料常见的感染为多菌种生物膜导致的混合感染，当前已经研发的骨科植入材料抗菌膜的抗菌作用始终局限在特定的菌种，单一的抗菌作用不明显，难以满足临床要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种钛合金基抗菌膜的制备方法，通过该方法可在钛合金表面形成螯合物/网状埃洛石负载Mg²⁺掺杂g-C₃N₄膜层，其中Mg²⁺掺杂g-C₃N₄具有优良光催化抗菌活性；此外，超疏水的螯合物可有效抑制细菌体在螯合物区域的黏附，亲水性的网状结构埃洛石负载Mg²⁺掺杂g-C₃N₄有利于细菌体在该网状区域粘附，而其间隔紧密分布的尖锐纳米柱结构可促使粘附的菌体细胞破裂死亡，因此本制备方法制作的抗菌膜对多菌种具有多重协同作用的抗菌性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钛合金基抗菌膜的制备方法，包含如下步骤：

步骤[1]钛合金表面螯合处理；

步骤[2]g-C₃N₄纳米颗粒的Mg²⁺掺杂；

步骤[3]Mg²⁺掺杂g-C₃N₄纳米颗粒在埃洛石纳米管的负载；

步骤[4]负载Mg²⁺掺杂g-C₃N₄纳米颗粒的埃洛石在钛合金螯合表面选择性电泳沉积。

优选的，所述步骤[1]具体包括如下操作：

a1.螯合处理液的配制：将氨基三乙酸、碳酸氢铵、二亚乙基三胺五乙酸加入去离子水中，并在40～60℃下保温0.5～4小时，形成螯合处理液；