羟基磷灰石/二氧化钛复合生物活性涂层的制备方法

摘要

本发明提供了一种钛合金等医用金属表面羟基磷灰石/二氧化钛复合生物活性涂层的制备方法，属于钛合金表面生物活化涂层制备技术领域。本发明是通过分别制备HA和TiO₂的前驱体溶胶，然后混合二者，经陈化、涂覆、干燥、热处理后制备复合涂层。本发明涂层生物活性高、制备工艺成本低、涂层与基体结合强度高、适用于各种复杂几何结构表面涂层制备，可用于人工髋关节和牙种植体等外科植入物和矫形器械产品的表面改性。

主权项

1.一种羟基磷灰石/二氧化钛复合生物活性涂层的制备方法，其特征在于制备过程为：步骤1、羟基磷灰石溶胶的制备：(11)将磷酸三乙酯加入到无水乙醇中，按磷酸三乙酯摩尔浓度为2mol/L进行稀释；(12)将磷酸三乙酯摩尔量2-3.5倍的纯净水慢慢滴加到上述稀释液中进行水解，采用磁力搅拌器强烈搅拌24-36h，待用；(13)将硝酸钙在温度160℃-270℃下进行24-36h的干燥，密闭，待冷却至室温后，将干燥后的硝酸钙按摩尔浓度2mol/L配制成硝酸钙乙醇溶液，密闭待用；(14)将配制的硝酸钙乙醇溶液和已经水解的磷酸三乙酯按摩尔比5∶3混合，采用磁力搅拌器搅拌3-6h，室温下陈化36-48h，即制得羟基磷灰石溶胶；步骤2、TiO2溶胶的制备：(21)将钛酸丁酯与乙二醇甲醚溶液按摩尔比1∶20混合，采用磁力搅拌器搅拌25min；(22)按乙酰乙酸乙酯与钛酸丁酯的摩尔比为1∶5，再往钛酸丁酯中加入乙酰乙酸乙酯进行螯合，采用磁力搅拌器搅拌0.5-1h；然后加入PH值为1-1.5的调节硝酸水溶液，调节硝酸水溶液的添加量为钛酸丁酯体积的0.1-0.2倍，继续搅拌1.5-2h，室温下陈化8-15h，即制得TiO2溶胶；步骤3、复合溶胶的制备：将步骤1中的羟基磷灰石溶胶和步骤2中的TiO2溶胶按摩尔比0.1-10∶1混合，采用磁力搅拌器搅拌时间为1.5h，冰箱4℃冷藏陈化15-60h，即制得复合溶胶；步骤4、复合涂层的制备：(41)将金属基体的待涂层表面经磨削后，依次在自来水、稀盐酸、纯净水、丙酮和纯净水中用超声波清洗器超声清洗各10min；(42)将经超声清洗后的金属基体浸入步骤3中的复合溶胶中，静置时间为1-5min，用提拉机将金属基体待涂层表面垂直于所述复合溶胶液面提拉出复合溶胶液面，拉出速度为0.5-2mm/s，然后将所述金属基体非涂层部位用树脂保护；(43)把涂胶金属基体放置到60℃的真空干燥箱中干燥15-30min，去除水分和部分溶剂，然后去除涂胶金属基体非涂层部位的保护树脂，在所述非涂层部位涂覆钛合金保护涂料；(44)将热处理炉初始温度设为60℃，将涂胶金属基体由真空干燥箱中快速转入到热处理炉中，以1-4℃/min的速度升温到400℃，再以3-6℃/min的速度升温到750-900℃，保温0.5-1h；以4-7℃/min的速度随炉降温至室温，即在金属基体表面形成羟基磷灰石/二氧化钛复合生物活性涂层，然后去除所述金属基体非涂层部位的钛合金保护涂料。