本发明专利技术涉及一种生物可降解镁合金表面锶羟基磷灰石涂层的制备方法，包括以下步骤：对镁合金基体进行打磨去除表面氧化层，并清洗处理；水热溶液由四水硝酸钙，EDTA-2钠，二水磷酸二氢钠以及硝酸锶配制而成；将处理好的镁合金基体置入水热溶液中，进行水热反应，制备得到仿生钙磷涂层包裹在镁合金基体上的锶羟基磷灰石涂层。与现有技术相比，本发明专利技术采用水热法制备羟基磷灰石，与其它方法相比不仅能够有效地减缓镁合金在人体内降解速率，而且能够进一步提高其生物相容性。在羟基磷灰石涂层当中加入了锶元素，而锶作为人体微量元素，具有促进成骨的作用和抑制破骨的作用，有效提高其生物活性与生物相容性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物材料
，尤其是涉及。
技术介绍
近年来，镁及合金由于其优异的降解性能、力学性能以及生物相容性逐渐成为可降解生物材料领域的研宄热点，得到了国内外研宄者的广泛关注。与现有骨修复材料相比，镁合金的弹性模量接近骨、应力遮挡小；体内可降解、避免二次手术；降解产物无细胞毒性，镁离子还能诱导成骨、促进骨折愈合、并刺激骨生成。这些特性使镁及合金有可能成为理想的骨修复材料。然而，镁合金作为骨植入支架材料，尤其是耐腐蚀性能上，存在一些关键的问题:作为骨组织工程支架材料，要求植入材料的降解速度和骨组织修复重建速度匹配。而镁合金过快的腐蚀速度使其服役期间力学性能下降较快，无法满足材料的降解速度和骨组织修复重建速度的匹配。为了解决镁合金的降解速度和骨组织修复重建速度的匹配问题，一方面，从材料制备技术角度对镁合金进行高纯化、合金化、非晶化、第二相细化及晶粒细化等处理，这些技术虽可降低镁合金的非均匀腐蚀程度，但未对镁合金耐蚀性能的提高起到突破性作用，其降解速度仍然无法与受损骨组织的愈合速率相匹配。另一方面，采用表面改性技术在镁合金表面制备防腐涂层来调控其降解速度。虽然目前尚无涂层能为镁合金提供足够的保护从而满足材料的降解速度和骨组织修复重建速度相匹配这一关键要求，但表面改性技术在提高镁合金的耐腐蚀性能方面已显示出本体制备技术无法比拟的优势。在众多生物涂层材料中，羟基磷灰石(HA)由于基本组分与人体骨基质中的主要无机成分基本相同，同时具有良好的耐腐蚀性能、生物相容性、骨诱导性和骨整合性能而成为生物医用植入材料中理想的涂层材料。目前用于制备镁合金表面的涂层的方法比较多，诸如溶胶凝胶法，电化学沉积，微弧氧化法，磁控溅射，溶液浸涂等等。公开号为CN1936092A的中国专利技术专利公布了一种镁合金表面直接电沉积锌的方法，通过电沉积方法直接在镁合金表面沉积一层锌涂层。而目前相比之下有关于在镁合金表面制备一层羟基磷灰石涂层，特别是含锶的，这样的报道较少，公开号为CN101302638A的中国专利公布了一种纳米HAP涂层/镁合金复合生物材料的制备方法，以镁合金为阴极，石墨为阳极，通过电化学沉积的方法在镁合金表面生成一层羟基磷灰石涂层，增强基体与涂层之间的结合强度，提高耐腐蚀性和生物相容性。不过这种方法制备的涂层表面孔洞较多，致密度不高。公开号为CN 103599561A的中国专利公布了一种镁合金/羟基磷灰石复合材料的制备方法，首先以溶胶凝胶法制备纳米羟基磷灰石粉末，然后将镁粉与纳米羟基磷灰石粉末混合均匀后，放入模具中冷压，将冷压成型的样品放入真空热处理炉中进行烧结，得到镁合金/羟基磷灰石复合材料。该专利技术采用镁合金作为金属基体，以化学成分与人体骨骼相同且在人体环境中具有低溶解度的羟基磷灰石作为增强体，目的是利用粉末冶金方法制备出镁合金/钙磷复合生物医用材料，主要用于临床医用，如可降解骨内固定材料，多孔骨修复材料、牙种植材料、口腔修复材料以及心血管支架等。公开号为CN 103933611A的中国专利公布了一种医用镁合金表面羟基磷灰石/聚乳酸复合涂层的制备方法，包括以下步骤:对镁合金基体进行打磨去除表面氧化层；对镁合金基体进行酸蚀预处理与中和处理；由二水磷酸二氢钠及四水硝酸钙配制转化液；制备仿生钙磷涂层；将聚乳酸溶解于氯仿溶剂中配制聚乳酸溶液；将得到的镁合金/羟基磷灰石复合材料浸入聚乳酸溶液中，采用溶液浸涂方法在镁合金/羟基磷灰石复合材料表面包覆聚乳酸涂层；将镁合金材料通风放置2-3天，使聚乳酸溶液中的氯仿完全挥发，得到镁合金表面包裹有羟基磷灰石/聚乳酸复合涂层的复合材料。该专利技术很好地克服了单一涂层的不足，使得镁合金的耐蚀性和生物相容性得到明显提高。目前已经有不少研宄者制备纳米掺锶羟基磷灰石粉体，也有通过不同的方法在镁合金表面制备羟基磷灰石，而将锶(Sr)加入到镁合金表面羟基磷灰石涂层中的甚少，一方面是由于之前的众多研宄主要集中在如何提高镁合金材料体系的耐腐蚀性来实现材料的降解速度和骨组织重建的速度的匹配，另一方面则是由于现有的多种手段，如溶胶凝胶法，电化学沉积，微弧氧化法，磁控溅射，溶液浸涂等难以在结合强度、多孔性及复杂表面上的成型性等方面达到兼顾。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现:，制备方法包括以下步骤:(I)将镁合金基体切割成大小适中的试样，依次用800#、1500#、2000#氧化铝耐水砂纸打磨以去除镁合金表面氧化层，接着依次用去离子水和无水乙醇超声清洗10?20min，之后分别用90%磷酸和氢氧化钠溶液进行酸洗和碱洗，并于室温下干燥，备用；(2)水热溶液的配置:采用的溶液由四水硝酸钙，EDTA-2钠，二水磷酸二氢钠以及硝酸锶配制而成，所述的水热溶液中，Ca2+浓度为0.01?0.2mol/L，EDTA-2钠浓度为0.01 ?0.2mol/L，P5+浓度为 0.01 ?0.2mol/L，Sr 2+浓度 0.001 ?0.005mol/L，并通过氢氧化钠溶液调节PH>7 ；(3)钙磷涂层的制备:将处理好的镁合金基体置入水热溶液中，一起放在高压水热釜中，然后将高压水热釜置于电热恒温鼓风干燥箱中，调节温度100?200°C，控制水热时间I?10h，制备得到仿生钙磷涂层包裹在镁合金基体上的锶羟基磷灰石涂层。所述的镁合金为ZK60镁合金。本专利技术中采用ZK60镁合金作为基底材料，从其成分到合金的腐蚀产物都已被证明具有良好的生物相容性，因此常被用来作为医用镁合金研宄的基体材料。本专利技术主要从加快骨组织修复重建这一角度来应对材料的降解速度和骨组织修复重建速度这一关键问题，因此本专利技术通过在制备羟基磷灰石的过程当中，在涂层中添加了少量的锶元素(过量的锶元素可能会造成释放过程组织产生中毒反应)，这样做同时使得涂层具有良好的耐腐蚀性能和骨诱导功能。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果:1、本专利技术采用水热法来制备镁合金表面掺锶羟基磷灰石，由于水热法是在密闭反应容器高压釜中，以水溶液为介质，通过对反应容器加热，创造一个高温、高压的反应环境，使得原本难溶或不溶物质溶解并且重结晶，这样就能避免本专利技术所制得的产物羟基磷灰石分解而难以形成致密的膜，因此本专利技术采用水热法能够提高表面羟基磷灰石膜的致密性，而致密性提高后其降解速率能够得到缓解，因此提高其耐腐蚀性能，而且能够进一步提高其生物相容性。另外水热法工艺较为简单，实验仪器也易于操作。2、在羟基磷灰石涂层当中加入了锶元素，不仅可以替代羟基磷灰石中的钙元素，利用两者原子半径的差异，形成的Sr-HA，可使HA的晶格发生畸变，改变其晶格稳定性使得导致Sr-HA溶解度增大，使得这种Sr-HA具有比纯HA更好的生物相容性和骨传导性，而且锶作为人体微量元素，具有促进成骨的作用和抑制破骨的作用，有效提高其生物活性与生物相容性。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1(I)将ZK60镁合金用线切割机切割成大小适中的试样，依次用800#、1500#、2000#氧化铝耐水砂纸打磨以去除镁合金表面氧化层，然后使用去离子水冲洗，并置于无水乙醇中进行超声清洗15分钟，之后分别用90%磷酸和氢氧化钠进行酸洗本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物可降解镁合金表面锶羟基磷灰石涂层的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：(1)对镁合金基体进行打磨去除表面氧化层，并清洗处理；(2)水热溶液的配置：采用的溶液由四水硝酸钙，EDTA‑2钠，二水磷酸二氢钠以及硝酸锶配制而成；(3)钙磷涂层的制备：将处理好的镁合金基体置入水热溶液中，进行水热反应，制备得到仿生钙磷涂层包裹在镁合金基体上的锶羟基磷灰石涂层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陆伟，夏卡达，牛俊超，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。