專利名稱：一種醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬鈦或鈦合金表面改性技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及任意形狀醫(yī)用金屬鈦或鈦合金表面鈦酸鈣生物涂層及其制備方法。
背景技術(shù)：
鈦和鈦合金具有密度小、機(jī)械力學(xué)性能好以及易加工等優(yōu)點(diǎn)，特別是具有比不銹鋼、鈷合金、鎂合金、鋅合金更好的耐腐蝕性能，是一種重要的生物醫(yī)用金屬材料，已作為承載性假體、固定或支撐用硬組織修復(fù)輔助器械等廣泛應(yīng)用于病損人體硬組織的臨床治療中。但作為生物惰性材料，醫(yī)用鈦與鈦合金材料在長期植入體內(nèi)時(shí)，會(huì)引起人體組織炎癥、 排斥等不良生理反應(yīng)，此外還會(huì)因體液的侵蝕而導(dǎo)致機(jī)械失效，并向周圍組織釋放出鈦離子、鋁離子、釩離子，嚴(yán)重情況下可能造成人體組織細(xì)胞發(fā)生突變。因此，目前研發(fā)了在醫(yī)用鈦和鈦合金表面涂覆生物陶瓷涂層(材料開發(fā)與應(yīng)用，1999，14(6) :41-44)、制備氧化鈦涂層(J. Biomed. Mater. Res. , 1995, 29 (1) :65-72 ；專利 CN1442120)以及離子注入 Ca、 P、H 等元素(Surf. Coat. Technol.，1999，111(1) 103-109 ；Biomaterials,2004,25(6) 5575-5581)，以期望提高醫(yī)用鈦和鈦合金表面的生物相容性。但采用熱涂覆、化學(xué)沉積、電沉積、溶膠-凝膠等方法制備的以羥基磷灰石為代表的生物陶瓷涂層，這些外置涂層由于與基材界面存在殘余應(yīng)力且熱膨脹系數(shù)與基材不匹配，導(dǎo)致涂層的結(jié)合強(qiáng)度較差，完全不能滿足植入體內(nèi)對(duì)涂層結(jié)合性能的要求。盡管醫(yī)用鈦和鈦合金表面等離子噴涂磷酸鈣鹽涂層產(chǎn)品已經(jīng)商業(yè)化，但長期臨床跟蹤研究仍然顯示有12%以上的病例出現(xiàn)涂層剝落與涂層脆裂造成的植入體松動(dòng)和金屬基材腐蝕等修復(fù)或替換失效問題，這是由于等離子噴涂要經(jīng)歷數(shù)千至上萬攝氏度的高溫過程，羥基磷灰石分解為化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性較差的其它磷酸鈣鹽，導(dǎo)致涂層在體內(nèi)溶解失效，高溫過程還使涂層內(nèi)部以及涂層與基材界面產(chǎn)生殘余應(yīng)力，涂層與基材部分界面結(jié)合強(qiáng)度下降；此外，等離子噴涂為線性操作技術(shù)，僅適用于在平面或彎曲較小的曲面上制備涂層，而不能在異形植入體表面施加生物陶瓷涂層，這也是限制等離子噴涂技術(shù)在生物醫(yī)用金屬的表面改性領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的主要問題之一。在醫(yī)用鈦和鈦合金表面制備的氧化鈦涂層，具有比金屬基材更好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕、耐磨性能，但氧化鈦也是生物惰性材料，不具備誘導(dǎo)新生骨組織形成與生長的能力，外置氧化鈦涂層同樣也面臨結(jié)合強(qiáng)度較差容易脫落的不足，而在醫(yī)用金屬鈦和鈦合金表面“原位”制備氧化鈦涂層需采用高壓直流電進(jìn)行強(qiáng)陽極氧化才能實(shí)現(xiàn)，能耗高且高壓操作非常危險(xiǎn)。而采用離子注入技術(shù)在醫(yī)用金屬鈦和鈦合金表面引入Ca、P、H等元素，雖然能在一定程度上提高生物相容性，但離子注入設(shè)備昂貴且運(yùn)行費(fèi)用高，且也不適用于異形件的表面生物改性， 因此難以商業(yè)化應(yīng)用于醫(yī)用金屬鈦和鈦合金的表面生物學(xué)改性。專利CN101491692公開了一種鈦和鈦合金表面鈦酸鈣生物涂層的制備方法，該專利采用先將鈦和鈦合金在含氫氟酸的二甲亞砜電解液中陽極氧化生成氧化鈦納米管狀陣列涂層，結(jié)合氫氧化鈣水熱后處理，將氧化鈦納米管狀陣列涂層轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米管狀陣列鈦酸鈣生物涂層，專利CN101491692涉及的鈦酸鈣生物涂層的制備方法包括在含有腐蝕性和有機(jī)物的電解液中陽極氧化和水熱后處理兩個(gè)環(huán)節(jié)，由于使用危險(xiǎn)性較高的試劑，如操作不當(dāng)，對(duì)操作人危害較大。Masayuki 等(J Biomed Mater Res, 1997,34 :273-278 ； Biomaterials, 2002, 23 :2265-2272 ；Dental Materials Journal,2006, 25 :470-479) ff 究了分別將金屬鈦放置在硝酸鈣、氯化鈣和溶入氧化鈣的室溫水溶液中進(jìn)行表面處理，在金屬鈦表面形成了含鈣元素的薄層，該薄層能促進(jìn)金屬鈦在仿生理溶液中誘導(dǎo)磷灰石的沉積，但所制備的含鈣薄層的厚度低于1 μ m、涂層的結(jié)晶性較差，其耐腐蝕、耐磨損性能也不明確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)合強(qiáng)度高的醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層，以解決現(xiàn)有醫(yī)用金屬鈦與鈦合金表面耐磨損性能差、表面生物相容性差等技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層，該涂層由八面體鈦酸鈣晶體構(gòu)成，附著在醫(yī)用金屬鈦或鈦合金表面；所述八面體鈦酸鈣晶體的邊長為80 600nm，部分八面體鈦酸鈣晶體堆疊成“金字塔”式突起結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層的制備方法。該制備方法包括如下步驟1)基材的表面清洗將醫(yī)用金屬鈦或鈦合金制品先后放入丙酮、無水乙醇和去離子水中用超聲波清洗，最后用去離子水淋洗、晾干備用；2)氫氧化鈣清液的配制將過量的氫氧化鈣倒入盛有去離子水的可密封耐堿容器中，在溫度為10 60°c條件下攪拌后靜置至形成上清液；3)鈦酸鈣生物涂層的形成取步驟2中氫氧化鈣溶液的上清液100 120ml倒入帶150ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓釜中，再將步驟1中經(jīng)表面清洗的鈦或鈦合金制品浸入氫氧化鈣清液中，在溫度為100 260°C、壓強(qiáng)為0. 3 5. OMPa的加熱高壓條件下處理2 12小時(shí)，將材料取出后反復(fù)用去離子水淋洗，干燥并經(jīng)退火處理，退火溫度為300 500°C、 退火時(shí)間為1 5小時(shí)，從而在醫(yī)用金屬鈦與鈦合金制品表面制得鈦酸鈣生物涂層；將得到的鈦酸鈣生物涂層，用模擬體液浸泡，在其表面能形成類骨磷灰石涂層。其具體過程是每平方厘米樣品的模擬體液用量為50ml，每M小時(shí)更新模擬體液，浸泡3天， 鈦酸鈣涂層表面即完全被針狀磷灰石晶體覆蓋，在其表面能形成類骨磷灰石涂層。優(yōu)選地，所述步驟2中氫氧化鈣清液的配制溫度為15 40°C。優(yōu)選地，所述步驟3中處理溫度為120 230°C，處理壓強(qiáng)為0. 5 3. OMPa0優(yōu)選地，所述步驟3中處理時(shí)間為3 6小時(shí)。優(yōu)選地，所述步驟3中，退火處理時(shí)的退火溫度為350 460°C。優(yōu)選地，所述步驟3中退火時(shí)間為1. 2 3小時(shí)。優(yōu)選地，所述醫(yī)用金屬鈦或鈦合金制品的形狀為板狀、釘狀、管狀、柱狀、網(wǎng)狀。本發(fā)明的原理是由于金屬鈦單質(zhì)可與堿性溶液在加熱的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鈦酸鹽，且考慮到鈦酸鈣具有介于醫(yī)用金屬與生物陶瓷之間的機(jī)械力學(xué)性能，具有優(yōu)異的生物相容性和一定的生物活性，能誘導(dǎo)硬組織無機(jī)組分羥基磷灰石的沉積和細(xì)胞的黏附和增殖。本發(fā)明采用直接將醫(yī)用金屬鈦和鈦合金在加熱、加壓的條件下與氫氧化鈣過飽和溶液直接反應(yīng)的方法，獲得金屬基原位鈦酸鈣生物涂層材料體系，所制備的鈦酸鈣涂層原位形成于醫(yī)用金屬鈦和鈦合金表面，具有典型的八面體鈣鈦礦晶型和較高的結(jié)晶性，且與羥基磷灰石類生物陶瓷相比具有與金屬基更相近的熱膨脹系數(shù)和機(jī)械力學(xué)性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述所公開的方法有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明制備的的醫(yī)用鈦酸鈣涂層具有突出的結(jié)合強(qiáng)度，其與金屬基材的結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)49MPa以上；本發(fā)明制備的醫(yī)用鈦酸鈣涂層作為一種弱堿性生物陶瓷涂層，在人體弱堿性環(huán)境中非常穩(wěn)定且完全覆蓋于金屬基材表面，能有效地防止體液對(duì)金屬基材的侵蝕，且能提高金屬基材的耐磨損性能；本發(fā)明提供的醫(yī)用鈦酸鈣涂層的制備方法簡單易控、原料廉價(jià)易得、設(shè)備成本投入小，且適用于在任意形狀的醫(yī)用金屬鈦或鈦合金表面制備鈦酸鈣生物涂層，適于在臨床硬組織的治療中推廣應(yīng)用。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1為醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層的X-射線譜圖，即XRD譜。圖2為醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層的掃描電子顯微鏡圖片，(SEM照片，5000倍)。圖3為圖2中a區(qū)的掃描電子顯微鏡圖片，(SEM照片，30000倍)。圖4為醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層的電子能譜圖(EDS譜)。圖5為醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層誘導(dǎo)沉積骨狀磷灰石層的掃描電子顯微鏡照片，(SEM 照片，3000倍)。圖6為圖5中b區(qū)的掃描電子顯微鏡圖片(SEM照片，8000倍)
具體實(shí)施例方式下面給出一種根據(jù)本發(fā)明制備的醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層及其制備方法的非限定性的實(shí)施例。實(shí)施例1體外模擬體液的配制以分析純NaCl、NaHC03> KCl、K2HPO4, CaCl2, MgCl2, Na2SO4, 鹽酸、(CH2OH) 3CNH2為原料。先用電子天平稱NaCl、NaHC03、KC1、K2HPO4,將其一同溶入800 毫升去離子水中，攪拌至完全溶解，再加入質(zhì)量含量為36. 5%的鹽酸100克，隨后分別稱取 CaC12、MgCl2、Na2SO4并溶入前述溶液中，在37士0. 5°C下用100毫摩爾/升的(CH2OH)3CNH2 溶液調(diào)節(jié)溶液的PH值至7. 4，最后將溶液定容至1000毫升得模擬體液，模擬體液中NaCl、 NaHC03> KCl, K2HPO4, CaCl2, MgCl2, Na2SO4 的濃度依次分別為 136. 8,4. 2,3. 0,1. 0,2. 5,1. 5、 0.5毫摩爾/升。將醫(yī)用金屬鈦片分別放入丙酮、無水乙醇和去離子水中用40kHz超聲波清洗20分鐘，最后用去離子水淋洗、晾干備用；在10°C時(shí)稱取10克分析純氫氧化鈣，倒入盛有IOOOml去離子水的帶蓋塑料瓶中， 磁力攪拌15分鐘，靜置至形成上清液，即得到氫氧化鈣飽和清液；取IOOml氫氧化鈣飽和清液倒入帶150ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓釜中，再將經(jīng)表面清洗的鈦片浸入氫氧化鈣清液中，在100°c、0. 3MPa條件下密閉處理2小時(shí)后，將材料取出并反復(fù)用去離子水淋洗，再在300°C退火5小時(shí)，即在醫(yī)用金屬鈦表面“原位”制得鈦酸鈣生物涂層，涂層厚度約為1. 1 μ m，鈦酸鈣晶體尺寸約為80nm，“原位”鈦酸鈣涂層與鈦基的結(jié)合強(qiáng)度約為43. IMPa，在模擬體液中浸泡，每平方厘米樣品的模擬體液用量為50!111，每M 小時(shí)更新模擬體液，浸泡3天，鈦酸鈣涂層表面即完全被直徑約20nm、長約350nm的針狀磷灰石晶體覆蓋。實(shí)施例2體外模擬體液的配制以分析純NaCl、NaHC03> KCl、K2HPO4, CaCl2, MgCl2, Na2SO4, 鹽酸、(CH2OH) 3CNH2為原料。先用電子天平稱NaCl、NaHC03、KC1、K2HPO4,將其一同溶入800 毫升去離子水中，攪拌至完全溶解，再加入質(zhì)量含量為36. 5%的鹽酸100克，隨后分別稱取 CaCl2, MgCl2, Na2SO4并溶入前述溶液中，在37士0. 5°C下用100毫摩爾/升的(CH2OH)3CNH2 溶液調(diào)節(jié)溶液的PH值至7. 4，最后將溶液定容至1000毫升得模擬體液，模擬體液中NaCl、 NaHC03、KCl、K2HP04、CaCl2、MgCl2、Na2SO4 的濃度依次分別為 136. 8,4. 2,3. 0,1. 0,2. 5,1. 5、 0.5毫摩爾/升。將醫(yī)用金屬鈦片、Ti-6A1_4V合金片分別放入丙酮、無水乙醇和去離子水中用 25kHz超聲波清洗10分鐘，最后用去離子水淋洗、晾干備用；在60°C時(shí)稱取5克分析純氫氧化鈣，倒入盛有IOOOml去離子水的帶蓋塑料瓶中， 磁力攪拌30分鐘，靜置至形成上清液，即得到氫氧化鈣飽和清液；取120ml氫氧化鈣飽和清液倒入帶150ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓釜中，再將經(jīng)表面清洗的鈦和鈦合金片分別浸入氫氧化鈣清液中，在260°C、5. OMI^a條件下密閉處理 12小時(shí)后，將材料取出并反復(fù)用去離子水淋洗，再在500°C退火1小時(shí)，即在醫(yī)用鈦片與 Ti-6A1-4V合金片表面“原位”制得鈦酸鈣生物涂層，鈦片與Ti-6A1-4V合金片表面的涂層厚度分別約為20. 1 μ m和19. Oym,鈦酸鈣晶體尺寸分別約為600nm和560nm，“原位”鈦酸鈣涂層與基材的結(jié)合強(qiáng)度分別約為49. 6MPa和49. IMPa，在模擬體液中浸泡，每平方厘米樣品的模擬體液用量為50ml，每M小時(shí)更新模擬體液，浸泡3天，鈦酸鈣涂層表面即分別完全被直徑約50nm、長約870nm和直徑約45nm、長約810nm的針狀磷灰石晶體覆蓋。實(shí)施例3體外模擬體液的配制以分析純NaCl、NaHC03、KCl、K2HPO4, CaCl2, MgCl2, Na2SO4, 鹽酸、(CH2OH) 3CNH2為原料。先用電子天平稱NaCl、NaHC03、KC1、K2HPO4,將其一同溶入800 毫升去離子水中，攪拌至完全溶解，再加入質(zhì)量含量為36. 5%的鹽酸100克，隨后分別稱取 CaCl2, MgCl2, Na2SO4并溶入前述溶液中，在37士0. 5°C下用100毫摩爾/升的(CH2OH)3CNH2 溶液調(diào)節(jié)溶液的PH值至7. 4，最后將溶液定容至1000毫升得模擬體液，模擬體液中NaCl、 NaHC03、KCl、K2HP04、CaCl2、MgCl2、Na2SO4 的濃度依次分別為 136. 8,4. 2,3. 0,1. 0,2. 5,1. 5、 0.5毫摩爾/升。將醫(yī)用Ti-6A1_4V合金片分別放入丙酮、無水乙醇和去離子水中用25kHz超聲波清洗20分鐘，最后用去離子水淋洗、晾干備用；在20°C時(shí)稱取9克分析純氫氧化鈣，倒入盛有IOOOml去離子水的帶蓋塑料瓶中， 磁力攪拌20分鐘，靜置至形成上清液，即得到氫氧化鈣飽和清液；取IOOml氫氧化鈣飽和清液倒入帶150ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓釜中，再將經(jīng)表面清洗的鈦合金片浸入氫氧化鈣清液中，在150°C、0. 5MPa條件下密閉處理3. 5小時(shí)后，將材料取出并反復(fù)用去離子水淋洗，再在450°C退火3小時(shí)，即在醫(yī)用Ti-6A1-4V合金表面“原位”制得鈦酸鈣生物涂層，涂層厚度約為15. 5 μ m，鈦酸鈣晶體尺寸約為350nm，“原位”鈦酸鈣涂層與Ti-6A1-4V合金基材的結(jié)合強(qiáng)度約為45. 2MPa，在模擬體液中浸泡，每平方厘米樣品的模擬體液用量為50ml，每M小時(shí)更新模擬體液，浸泡3天，鈦酸鈣涂層表面即完全被直徑約38nm、長約700nm的針狀磷灰石晶體覆蓋。實(shí)施例4體外模擬體液的配制以分析純NaCl、NaHC03、KCl、K2HPO4, CaCl2, MgCl2, Na2SO4, 鹽酸、(CH2OH) 3CNH2為原料。先用電子天平稱NaCl、NaHC03、KC1、K2HPO4,將其一同溶入800 毫升去離子水中，攪拌至完全溶解，再加入質(zhì)量含量為36. 5%的鹽酸100克，隨后分別稱取 CaCl2, MgCl2, Na2SO4并溶入前述溶液中，在37士0. 5°C下用100毫摩爾/升的(CH2OH)3CNH2 溶液調(diào)節(jié)溶液的PH值至7. 4，最后將溶液定容至1000毫升得模擬體液，模擬體液中NaCl、 NaHC03、KCl、K2HP04、CaCl2、MgCl2、Na2SO4 的濃度依次分別為 136. 8,4. 2,3. 0,1. 0,2. 5,1. 5、 0.5毫摩爾/升。將醫(yī)用Ti-6A1_4V合金片分別放入丙酮、無水乙醇和去離子水中用40kHz超聲波清洗30分鐘，最后用去離子水淋洗、晾干備用；在30°C時(shí)稱取8克分析純氫氧化鈣，倒入盛有IOOOml去離子水的帶蓋塑料瓶中， 磁力攪拌20分鐘，靜置至形成上清液，即得到氫氧化鈣飽和清液；取IlOml氫氧化鈣飽和清液倒入帶150ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓釜中，再將經(jīng)表面清洗的鈦合金片浸入氫氧化鈣清液中，在200°C、1. 3MPa條件下密閉處理6小時(shí)后，將材料取出并反復(fù)用去離子水淋洗，再在400°C退火2小時(shí)，即在醫(yī)用Ti-6A1-4V合金表面“原位”制得鈦酸鈣生物涂層，涂層厚度約為10. 7 μ m，鈦酸鈣晶體尺寸約為180nm，“原位”鈦酸鈣涂層與Ti-6A1-4V合金基材的結(jié)合強(qiáng)度約為44. 6MPa，在模擬體液中浸泡，每平方厘米樣品的模擬體液用量為50ml，每M小時(shí)更新模擬體液，浸泡3天，鈦酸鈣涂層表面即完全被直徑約32nm、長約630nm的針狀磷灰石晶體覆蓋。實(shí)施例5體外模擬體液的配制以分析純NaCl、NaHC03、KCl、K2HPO4, CaCl2, MgCl2, Na2SO4, 鹽酸、(CH2OH) 3CNH2為原料。先用電子天平稱NaCl、NaHC03、KC1、K2HPO4,將其一同溶入800 毫升去離子水中，攪拌至完全溶解，再加入質(zhì)量含量為36. 5%的鹽酸100克，隨后分別稱取 CaCl2, MgCl2, Na2SO4并溶入前述溶液中，在37士0. 5°C下用100毫摩爾/升的(CH2OH)3CNH2 溶液調(diào)節(jié)溶液的PH值至7. 4，最后將溶液定容至1000毫升得模擬體液，模擬體液中NaCl、 NaHC03、KCl、K2HP04、CaCl2、MgCl2、Na2SO4 的濃度依次分別為 136. 8,4. 2,3. 0,1. 0,2. 5,1. 5、 0.5毫摩爾/升。將醫(yī)用金屬鈦片分別放入丙酮、無水乙醇和去離子水中用40kHz超聲波清洗20分鐘，最后用去離子水淋洗、晾干備用；在45°C時(shí)稱取6克分析純氫氧化鈣，倒入盛有IOOOml去離子水的帶蓋塑料瓶中， 磁力攪拌30分鐘，靜置至形成上清液，即得到氫氧化鈣飽和清液；取120ml氫氧化鈣飽和清液倒入帶150ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓釜中，再將經(jīng)表面清洗的鈦片浸入氫氧化鈣清液中，在250°C、2. OMI^a條件下密閉處理10小時(shí)后，將材料取出并反復(fù)用去離子水淋洗，再在350°C退火3小時(shí)，即在醫(yī)用金屬鈦與鈦合金制品表面“原位”制得鈦酸鈣生物涂層，涂層厚度約為6. 5 μ m，鈦酸鈣晶體尺寸約為U6nm，“原位”鈦酸鈣涂層與鈦基的結(jié)合強(qiáng)度約為43. 8MPa，在模擬體液中浸泡，每平方厘米樣品的模擬體液用量為50ml，每M小時(shí)更新模擬體液，浸泡3天，鈦酸鈣涂層表面即完全被直徑約^rniu長約 500nm的針狀磷灰石晶體覆蓋。 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層，其特征在于，該涂層由八面體鈦酸鈣晶體構(gòu)成，厚度為 1. 1 20. 1 μ m,附著在醫(yī)用金屬鈦或鈦合金表面，所述八面體鈦酸鈣晶體的邊長為80 600nm,部分八面體鈦酸鈣晶體堆疊成“金字塔”式突起結(jié)構(gòu)。
2.—種權(quán)利要求1所述的醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層的制備方法，其特征在于包括以下步驟a)基材的表面清洗將醫(yī)用金屬鈦或鈦合金制品先后放入丙酮、無水乙醇、去離子水中用超聲波清洗，最后用去離子水淋洗、晾干備用；b)氫氧化鈣清液的配制將過量的氫氧化鈣倒入盛有去離子水的可密封耐堿容器中， 靜置至形成上清液，得到氫氧化鈣飽和清液；c)鈦酸鈣生物涂層的形成取步驟b中100 120ml氫氧化鈣上清液倒入帶150ml聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓釜中，再將步驟a中經(jīng)表面清洗的鈦或鈦合金制品浸入氫氧化鈣清液中處理，將材料取出后反復(fù)用去離子水淋洗，干燥并經(jīng)退火處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層的制備方法，其特征在于步驟a的超聲波清洗，超聲頻率為20 40kHz，超聲波清洗10 20分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟b中氫氧化鈣清液的配制溫度為10 60°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟c中鈦或鈦合金制品浸入氫氧化鈣清液中的處理，溫度為100 260°C、壓強(qiáng)為0. 3 5. OMPa的條件下處理2 12小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟c中的處理，優(yōu)選為處理溫度120 230°C，壓強(qiáng)為0. 5 3. OMPa，處理時(shí)間為3 6小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟c中的退火處理，退火溫度為300 500°C、退火時(shí)間為1 5小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟c中的退火處理，優(yōu)選為退火溫度為350 460°C，退火時(shí)間為1. 2 3小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2到7任一所述的醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層的制備方法，其特征在于，所述醫(yī)用金屬鈦或鈦合金制品的形狀為任意形狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種醫(yī)用鈦酸鈣生物涂層及其制備方法，該涂層由八面體鈦酸鈣晶體構(gòu)成，附著在醫(yī)用金屬鈦或鈦合金表面，其中八面體鈦酸鈣晶體的邊長為80～600nm，其制備方法為1)將醫(yī)用金屬鈦或鈦合金制品用超聲波清洗后用去離子水淋洗、晾干備用；2)配制飽和的氫氧化鈣溶液；3)取氫氧化鈣溶液倒入高壓釜中，再將鈦或鈦合金制品浸入氫氧化鈣清液中，處理2～12小時(shí)，將材料取出后反復(fù)用去離子水淋洗，干燥并經(jīng)退火處理，制得鈦酸鈣生物涂層，本發(fā)明解決了現(xiàn)有醫(yī)用金屬鈦與鈦合金表面耐磨損性能差、表面生物相容性差的問題，適于在臨床推廣使用。
文檔編號(hào)A61L27/30GK102512708SQ20121000027
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者何榕真, 吳松, 李明波, 沈民仁, 鄒敏 申請(qǐng)人:中南大學(xué)