[发明专利]一种钛金属表面钛酸锶/锶羟基磷灰石医用复合涂层的制备方法

说明书

本发明涉及一种钛金属表面钛酸锶/锶羟基磷灰石医用复合涂层的制备方法，包括以下步骤：将钛片用SiC砂纸逐级打磨，超声洗涤，混合酸溶液浸泡10‑15秒，再超声洗涤干燥；以预处理后的钛片为阳极，铂片电极为阴极，室温下进行阳极氧化后将钛片清洗干燥，并于管式炉中进行退火处理；将所得钛片于16ml，Sr(OH)2溶液中，200℃下水热反应1.5‑2h，取出清洗干燥；将所得钛片置于钙盐和锶盐混合电解液中进行恒流沉积，所述电解液组成为：0.034M‑0.04M的Ca(NO)3，0.02M‑0.06M的Sr(NO)3，0.025M的NH4H2PO3，0.1M的Na(NO)3。本发明钛金属表面钛酸锶/锶羟基磷灰石医用复合涂层的制备方法，首次在钛基体表面制备了含锶元素复合涂层，其中分为含锶纳米管涂层和含锶羟基磷灰石涂层，对钛基体植入体的性能有很大改善。

技术领域

本发明属于材料与生物医学交叉技术领域，具体涉及一种钛金属表面钛酸锶/锶羟基磷灰石复合医用涂层的制备方法。

背景技术

钛及钛合金因为其自身机械强度高，弹性模量低，化学惰性，是目前性能最为优异的植入体材料。由于钛及钛基合金同人体骨组织性能差异仍然较大，作为植入材料进入人体环境后仍会产生以下两方面问题：1、由于钛金属具有生物惰性，表面生物活性不理想，其促骨生成能力差，导致植入体同周围组织结合较差，时间过长时，使植入体发生松动；2、由于单独的钛金属植入体不具有杀菌抗炎性能，植入体进入体内，可能会由于细菌感染导致植入体周围产生炎症反应。目前，对钛表面进行功能改性以提高其与周围组织的骨结合能力仍是当前的研究热点。钛种植体表面的微纳米结构效应在诱导成骨细胞增殖和分化方面起主导作用，人们的主要目的是通过物理、化学手段，改变植入体钛材料表面形貌，结构，成分特性，从而达到改善植入体生物性能的目的。

羟基磷灰石，简称HA，由于羟基磷灰石同人体骨骼成分磷酸钙盐的组成非常相似，生物相容性好，具有促成骨能力，目前广泛用作骨组织修复替代材料。但是，羟基磷灰石也存在缺点，如抗拉强度差，韧性低，这在很大程度上也限制了羟基磷灰石在植入体材料方面的应用。

近年来，雷奈酸锶在治疗女性骨质疏松方面的应用广泛，锶在骨修复方面的作用也得到了人们的验证。对骨质疏松患者引入含锶药物后，骨折风险有明显的降低。锶是人骨骼中的一种天然微量元素，具有刺激成骨细胞分化的作用。

但至今未见将锶、羟基磷灰石与钛金属相结合，以改善钛基体植入体性能的方法，如能将其有效结合，这是一种新的尝试，必将有广泛的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛金属表面钛酸锶/锶羟基磷灰石复合医用涂层的制备方法，以克服现有医用钛材料的抗菌性、生物相容性差的缺点。该方法是以表面阳极氧化产生均匀二氧化钛纳米管阵列，经水热改性为钛酸锶纳米管，在其表面电化学沉积一层锶掺杂羟基磷灰石的生物复合涂层，复合涂层中的锶离子随着时间逐渐释放到种植体周围环境中，能够提高种植体的促成骨性能，其表面的锶羟基磷灰石涂层结构致密，表面粗糙，相比于纯钛植入体，有利于植入体在人体内的成功植入；采用电化学同水热法相结合，条件温和，能够有效提高现有植入体的生物性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种钛金属表面钛酸锶/锶羟基磷灰石医用复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

A、钛预处理

将纯度≥99.7％的钛片用SiC砂纸逐级对钛片进行打磨至表面无明显划痕，采用有机试剂，去离子水超声洗涤，混合酸溶液浸泡10-15秒，去离子水超声洗涤干燥；

B、阳极氧化

以步骤A预处理后的钛片为阳极，铂片电极为阴极，室温下进行阳极氧化，电解液为0.5wt％的HF溶液，两电极间距保持在5cm，阳极氧化后将钛片清洗干燥，并于管式炉中进行退火处理；

C、水热反应