[发明专利]一种抗菌型表面改性镍钛合金材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种抗菌型表面改性镍钛合金材料，镍钛合金材料表面设置有银镓合金化层。该镍钛合金材料表面通过银镓合金化层，镓氧化形成致密的氧化物薄膜，且具有抗菌性，与银复配不仅提高了抗菌性能，且降低了镍离子的析出量，改善生物安全性。本发明还公开了一种抗菌型表面改性镍钛合金材料的制备方法。

技术领域

本发明涉及镍钛合金材料表面改性技术领域，具体涉及一种抗菌型表面改性镍钛合金材料及制备方法。

背景技术

镍钛合金(NiTi)是一种形状记忆合金，具有良好的可塑性，除具有独特的形状记忆功能外，还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点。其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，因此可以满足各类工程和医学的应用需求。然而，单一的镍钛合金材料存在如下缺点：1、镍钛合金材料本身不具备抗菌能力，易导致术后感染发病率上升；2、镍钛合金材料植入人体后，由于电化学腐蚀作用，会持续释放有毒的镍离子，导致其生物安全性降低。

现有技术中，公开号为CN104878351A公开了一种在镍钛合金表面制备钛银合金化层的方法，包括以下步骤：(1)镍钛合金预处理；(2)调整预处理好镍钛合金和钛银合金靶之间的距离；(3)通过溅射作用，在镍钛合金内部形成钛银合金化层。钛银合金化层，使镍钛合金中有毒Ni离子的析出量降低一倍以上；合金化层的厚度为微米级，抗菌率达到100％。

公开号为CN105343941A公开了一种表面改性生物医用镍铁合金及其制备方法和应用，表面改性镍钛合金材料表面主要成分为硒掺杂的镍钛层状双氢氧化物，制备方法包括以下步骤：(1)将镍钛合金置于含有纳米红硒的强碱溶液中进行水热处理；(2)将经所述水热处理的镍钛合金材料于酸中浸泡进行酸处理。满足对材料抑癌抗菌能力方面的要求；制备后干燥过程中容易产生收缩，降低与基体的结合力；表层为单一的硒掺杂的镍钛层状双氢氧化物表层易于脱落，所得表层不均匀未能很好的解决镍离子析出问题。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种抗菌型表面改性镍钛合金材料。

为了实现上述工艺效果，本发明的技术方案为：一种抗菌型表面改性镍钛合金材料，所述镍钛合金材料表面设置有银镓合金化层。

为了银镓合金化层达到最优的抗菌性，优选的技术方案为：所述银镓合金化层中包括纳米银和纳米镓，所述纳米银和纳米镓的质量比1：(0.6～0.75)。进一步的，纳米银和纳米镓的质量比1：(0.67～0.72)。

为了银镓合金化层实现持续保持抗菌性及有效控制镍离子析出量，优选的技术方案为：所述银镓合金化层的层厚为20～30μm。

为了进一步优化镍钛合金材料的抗菌性，同时降低镍离子的析出量，优选的技术方案为：所述镍钛合金材料和所述银镓合金化层之间设置有抗菌芯层，所述抗菌芯层的主要组成为含纳米硒化合物。

为了更有利于纳米银和纳米镓渗入镍钛合金表面，优选的技术方案为：所述抗菌芯层与银镓合金化层之间夹设有过渡层，所述过渡层的主要组成为抗氧化剂和/或表面活性剂。抗氧化剂能有效地防止镍钛合金暴露在空气中被氧化，进而有利于纳米银和纳米镓渗入镍钛合金表面；表面活性剂增加镍钛合金的表面活性，磁控溅射的银靶和镓靶更好地渗入镍钛合金表面。进一步的，过渡层的主要组成为抗氧化剂和表面活性剂。

优选的技术方案为：所述抗氧化剂为抗氧化剂1076、抗氧化剂CA、抗氧化剂164中至少一种；和/或所述表面活性剂为环氧乙烷、亚甲基双萘磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚中至少一种。

本发明的目的之二在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种抗菌型表面改性镍钛合金材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：去除镍钛合金表面的氧化层；

S2：银靶和镓靶磁控溅射，制得表面具有银镓合金化层的抗菌型表面改性镍钛合金材料。