镁、钛表面超声微弧氧化载银抗菌生物活性涂层制备方法

摘要

本发明是关于采用超声-微弧氧化复合技术在钛合金和镁合金表面制备具有抗菌性和生物活性涂层材料的一种新方法，可获得底层致密表层多孔的生物涂层材料，涂层中含有Ca、P、Ag元素可提高镁、钛生物活性，耐蚀性能，降低植入所引起的细菌感染。可满足人体承力骨对植入材料力学性能的要求，可克服传统生物材料表面改性方法存在的缺点。该类涂层复合材料中钛合金涂层厚50μm～85μm，表面孔径为4μm～25μm，孔隙率为20％～30％，涂层和基体结合强度为23MPa～40MPa。镁合金涂层厚16μm～22μm，表面孔径为5μm～28μm，孔隙率为21％～30％，涂层和基体结合强度为8MPa～20MPa。

主权项

1.提出一种在镁合金、钛合金表面通过超声处理与微弧氧化技术复合新方法，制备具有抗菌消炎且具有生物活性作用的用于硬组织替换及修复的生物涂层复合材料的制备方法，其特征在于：(1)提出一种用超声-微弧氧化复合技术，制备出底层致密表层多孔的生物活性抗菌生物涂层复合材料，钛合金涂层和基体的结合强度为23MPa～40MPa之间；镁合金涂层和基体的结合强度为8MPa～20MPa之间，高于股骨头在人直立的情况下承载的强度(0.5MPa～1.75MPa)；(2)该抗菌生物活性涂层复合材料是在力学性能好的镁和钛合金表面制备含抗菌剂及生物活性元素的复合陶瓷涂层材料，此类复合生物涂层材料具有金属材料力学性能好和陶瓷材料低磨损、耐腐蚀和较好生物相容性的特点；(3)该生物活性抗菌陶瓷涂层复合材料是在镁、钛表面沉积一定量的生物活性Ca、P元素和抗菌广谱元素Ag，可大大缩短骨愈合时间，可有效的提高二者的生物活性，克服钛合金因植入及二次开刀取出所引起的细菌感染问题及镁合金耐蚀性差、降解速率过快的问题；(4)该生物活性抗菌陶瓷涂层复合材料制备采用的超声波技术与微弧氧化技术两种技术复合，超声波技术具有低能耗、无污染、安全、廉价等特点，微弧氧化技术具有设备简单、操作方便，经济高效，无三废排放的特点。此两种技术均为绿色环保处理技术；(5)该生物活性抗菌陶瓷涂层复合材料，其中钛合金涂层表面的孔隙率为20％～30％之间、孔径在4μm～25μm范围内可调；镁合金表面的20％～30％之间、孔径在5μm～25μm范围内可调，而且孔贯通性较好；