含抗菌涂层的钛合金及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种含抗菌涂层的钛合金及其制备方法和应用，先将钛合金表面进行预处理并灭菌；再将其在质量-体积浓度为1～10mg/mL的盐酸多巴胺溶液中浸泡12～36h，得到表面沉积聚多巴胺薄膜层的钛合金；最后在浓度为5～100mmol/L的硝酸银溶液中浸泡12～36h，得到表面沉积纳米银抗菌涂层的钛合金。本发明专利技术用多巴胺自聚合反应后的粘附性衔接钛合金和银纳米粒子，并借助多巴胺的弱还原性将吸附的银离子原位还原成纳米银。由于纳米银的广谱抗菌能力致使其较低的效应浓度即可达到非常好的抗菌效果。该发明专利技术为钛合金抗菌改性提供了新思路，能够有效促进钛合金植入材料在骨组织修复与再生领域中的应用。

【技术实现步骤摘要】
含抗菌涂层的钛合金及其制备方法和应用
本专利技术属于医用金属材料领域，具体涉及一种含抗菌涂层的钛合金及其制备方法 和应用。
技术介绍
钛合金具有优良的力学性能和耐腐蚀性，作为一种优秀的植入材料广泛应用于骨 科和牙科。然而，由于钛合金种植体表面菌斑易于聚积，种植体表面宿主免疫力较差，导致 钛合金进入人体后容易引发细菌感染。植入材料表面的细菌粘附及生物膜形成是其伴生感 染的主要病理基础。材料界面引发的感染往往会引起植入体的过早松动和脱落,并导致邻 近组织和器官的感染甚至坏死，由此给患者带来二次手术的痛苦和经济上的严重负担。 为了提高钛合金体内植入效果，迫切需要提高其抗菌性。近年来，钛合金材料表面 进行抗菌改性取得了一定的效果，尤其等离子体气相沉积、等离子体热喷涂、阴极弧沉积、 等离子体注入等开始应用于钛合金表面改性。但是这些技术往往步骤复杂，需要专门设备， 成本过高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种含抗菌涂层的钛合金，该钛合金的涂层以 聚多巴胺为中间层，利用聚多巴胺将吸附的银离子原位还原为银纳米粒子并且固定在基材 表面；本专利技术还提供了该钛合金的制备方法和应用，克服了现有处理方法设备复杂、制备成 本1?的缺点。 本专利技术采用的技术方案如下： 1、含抗菌涂层的钛合金，钛合金表面具有纳米银抗菌涂层，所述纳米银抗菌涂层 通过多巴胺固定在钛合金上，制备步骤如下： (1)将钛合金进行表面预处理并灭菌； (2)将步骤（1)处理后的钛合金置于盐酸多巴胺溶液中12?36小时，得到表面具 有多巴胺薄膜层的钛合金； (3)将步骤（2)得到的表面具有多巴胺薄膜层的钛合金置于硝酸银溶液中12? 36小时，得到表面具有纳米银抗菌涂层的钛合金。 2、含抗菌涂层的钛合金的制备方法，包括以下步骤： (1)将钛合金进行表面预处理并灭菌； (2)将步骤（1)处理后的钛合金置于盐酸多巴胺溶液中12?36小时，得到表面具 有多巴胺薄膜层的钛合金； (3)将步骤（2)得到的表面具有多巴胺薄膜层的钛合金置于硝酸银溶液中12? 36小时，得到表面具有纳米银抗菌涂层的钛合金。 优选的，所述步骤（2)中所述盐酸多巴胺溶液浓度为1?10mg/mL，溶剂为pH值 8. 5、浓度 0· 05mol/L的Tris-HCl缓冲液。 优选的，所述步骤（3)中所述硝酸银溶液浓度为5?100mmol/L。 更优选的，所述步骤（2)中所述盐酸多巴胺溶液浓度为2mg/mL，溶剂为pH值8.5、 浓度0. 05mol/L的Tris-HCl缓冲液。 更优选的，所述步骤（3)中所述硝酸银溶液浓度为12. 5mmol/L。 3、含抗菌涂层的钛合金作为植入材料的应用。 本专利技术的有益效果在于：本专利技术利用多巴胺自聚合反应后强大的粘附性，以其作 为中介衔接钛合金和银纳米粒子，从而在钛合金材料的表面形成均匀的中间层来固定银离 子；同时借助多巴胺的弱还原性将吸附的银离子原位还原形成纳米银，从而制备抗菌涂层。 本专利技术工艺简单、无需特殊设备，制备成本低。此外，由于纳米银具有广谱的抗菌能力，在其 较低的效应浓度下即可达到非常好的抗菌效果。该专利技术为钛合金抗菌改性提供了新思路， 能够有效促进钛合金植入材料在骨组织修复与再生领域中的应用。 【附图说明】 为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图： 图1原始钛合金的扫描电镜图； 图2含抗菌涂层的钛合金的扫描电镜图； 图3含抗菌涂层的钛合金的能谱图； 图4原始钛合金和含抗菌涂层的钛合金的接触角图； 图5金黄色葡萄球菌在原始钛合金上培养24小时的抑菌圈图； 图6金黄色葡萄球菌在含抗菌涂层的钛合金上培养24小时的抑菌圈图。 【具体实施方式】 下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体 条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。 试剂配制：不同浓度盐酸多巴胺溶液以现配的0.05mol/LTris-HCl(pH= 8. 5)为 溶剂，在避光条件下进行配制； 不同浓度硝酸银溶液在避光条件下进行配制。 实施例1 含抗菌涂层的钛合金的制备方法如下： 1、预处理 将钛片分别用400、1000和2000目的砂纸打磨至表面光亮，然后依次用自来水、乙 醇、丙酮分别超声清洗，每次10分钟；清洗干净后，放入60°C的烘箱内进行烘干，烘干后将 钛片放进无菌管内，用报纸包装好后放入高压灭菌锅内进行灭菌20分钟，然后取出放入烘 箱内烘干备用； 2、聚多巴胺沉积 将步骤（1)处理后的钛合金在2mg/mL的盐酸多巴胺溶液中浸泡12小时，得到表 面沉积聚多巴胺薄膜层的钛合金； 3、纳米银涂层制备 将步骤（2)处理后的钛合金浸入12. 5mmol/L的硝酸银溶液中12小时，得到表面 沉积纳米银抗菌涂层的钛合金。 实施例2 含抗菌涂层的钛合金的制备方法如下： 1、预处理 同实施例1 ; 2、聚多巴胺沉积 将步骤（1)处理后的钛合金在5mg/mL的盐酸多巴胺溶液中浸泡24小时，得到表 面沉积聚多巴胺薄膜层的钛合金； 3、纳米银涂层制备 将步骤⑵处理后的钛合金浸入5mmol/L的硝酸银溶液中24小时，得到表面沉积 纳米银抗菌涂层的钛合金。 实施例3 含抗菌涂层的钛合金的制备方法如下： 1、预处理 同实施例1 ; 2、聚多巴胺沉积 将步骤（1)处理后的钛合金在10mg/mL的盐酸多巴胺溶液中浸泡36小时，得到表 面沉积聚多巴胺薄膜层的钛合金； 3、纳米银涂层制备 将步骤⑵处理后的钛合金浸入lOOmmol/L的硝酸银溶液中36小时，得到表面沉 积纳米银抗菌涂层的钛合金。 实施例4 含抗菌涂层的钛合金的制备方法如下： 1、预处理 同实施例1 ; 2、聚多巴胺沉积 将步骤（1)处理后的钛合金在8mg/mL的盐酸多巴胺溶液中浸泡24小时，得到表 面沉积聚多巴胺薄膜层的钛合金； 3、纳米银涂层制备 将步骤（2)处理后的钛合金浸入30mmol/L的硝酸银溶液中12小时，得到表面沉 积纳米银抗菌涂层的钛合金。 实施例5 含抗菌涂层的钛合金的制备方法如下： 1、预处理 同实施例1 ; 2、聚多巴胺沉积 将步骤（1)处理后的钛合金在4mg/mL的盐酸多巴胺溶液中浸泡20小时，得到表 面沉积聚多巴胺薄膜层的钛合金； 3、纳米银涂层制备 将步骤⑵处理后的钛合金浸入50mmol/L的硝酸银溶液中16小时，得到表面沉 积纳米银抗菌涂层的钛合金。 实施例6 含抗菌涂层的钛合金的制备方法如下： 1、预处理 同实施例1; 2、聚多巴胺沉积 将步骤（1)处理后的钛合金在6mg/mL的盐酸多巴胺溶液中浸泡20小时，得到表 面沉积聚多巴胺薄膜层的钛合金； 3、纳米银涂层制备 将步骤⑵处理后的钛合金浸入80mmol/L的硝酸银溶液中12小时，得到表面沉 积纳米银抗菌涂层的钛合金。 实施例7 含抗菌涂层的钛合金的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
含抗菌涂层的钛合金，其特征在于，钛合金表面具有纳米银抗菌涂层，所述纳米银抗菌涂层通过多巴胺固定在钛合金上，制备步骤如下：(1)将钛合金进行表面预处理并灭菌；(2)将步骤(1)处理后的钛合金置于盐酸多巴胺溶液中12～36小时，得到表面具有多巴胺薄膜层的钛合金；(3)将步骤(2)得到的表面具有多巴胺薄膜层的钛合金置于硝酸银溶液中12～36小时，得到表面具有纳米银抗菌涂层的钛合金。

【技术特征摘要】
1. 含抗菌涂层的钛合金，其特征在于，钛合金表面具有纳米银抗菌涂层，所述纳米银抗 菌涂层通过多巴胺固定在钛合金上，制备步骤如下： (1) 将钛合金进行表面预处理并灭菌； (2) 将步骤（1)处理后的钛合金置于盐酸多巴胺溶液中12?36小时，得到表面具有多 巴胺薄膜层的钛合金； (3) 将步骤（2)得到的表面具有多巴胺薄膜层的钛合金置于硝酸银溶液中12?36小 时，得到表面具有纳米银抗菌涂层的钛合金。2. 权利要求1所述含抗菌涂层的钛合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将钛合金进行表面预处理并灭菌； (2) 将步骤（1)处理后的钛合金置于盐酸多巴胺溶液中12?36小时，得到表面具有多 巴胺薄膜层的钛合金； (3) 将步骤（2)得到的表面具有多巴胺薄膜层的钛合金置于硝酸银...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，赵永春，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85