一种医用纳米生物涂层及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种医用纳米生物涂层及其制备工艺，所述生物涂层其由以下原料制备而成：纳米羟基磷灰石、磷酸四钙、石墨烯量子点、磷酸氢锶、多巴胺、氟化钙、氟化镁、氧化钡钽、硝酸银、明胶、碳酸氢铵、聚乙二醇、丝素蛋白、腐植酸磷。本发明专利技术提供的生物涂层与基材的结合强度高，同时韧性有所提升解决传统的羟基磷灰石本身脆性较大的不足；此外该生物涂层也具备良好的生物相容性好，可促进成骨细胞的粘附和生长，加快修复愈合速率，缩短愈合周期，具备良好的推广应用价值。

Medical nano biological coating and preparation process thereof

The invention discloses a Bio Medical nano coating and preparation process thereof, wherein the coating is prepared by the following raw materials: nano hydroxyapatite, calcium phosphate, four graphene quantum dots, strontium hydrogen phosphate, dopamine, calcium fluoride, magnesium fluoride, barium oxide tantalum, silver nitrate, gelatin, ammonium hydrogen carbonate and polyethylene glycol Silk Fibroin, humic acid, phosphorus. Biological coating and substrate provided by the invention has high bonding strength and toughness improved to solve the shortcomings of traditional hydroxyapatite brittleness; moreover the coatings have good biocompatibility, can promote the adhesion and growth of bone cells, accelerate the repair and healing rate, shorten the healing period, with good promotion application value.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医用材料
，具体涉及一种医用纳米生物涂层及其制备工艺。
技术介绍
传统以金属材料制备的人体植入骨在力学性能上有着优异的表现，但大多金属材料是生物惰性的，在植入早期不能与骨形成化学结合，也没有促进新骨形成的能力，治愈时间较长。而理想的人体植入骨材料不仅要满足力学性能的要求，还要具有优异的抗菌性能、生物活性和生物相容性。因此，对于大多数植入金属材料必须对其表面进行改性处理，其中在植入金属材料表明涂覆生物涂层是最为简单有效的处理方法之一。羟基磷灰石是目前研究最多的生物活性陶瓷之一，其良好的生物相容性和生物活性源于其化学成分和晶体结构与人体骨骼中的磷灰石十分相似，备受生物医学研究者的青睐。然而，羟基磷灰石本身脆性较大，限制了其在承重骨修复治疗中的应用。实验研究表明，纳米形态表面相比于微米形态更有利于细胞的粘附和生长。由此，研究兼具生物活性且脆性低的医用纳米生物涂层对植入金属材料的临床推广应用意义重大。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种医用纳米生物涂层及其制备工艺，解决现有技术中至少一种技术问题。为此，本专利技术提供一种医用纳米生物涂层，其由以下重量份的原料制备而成：纳米羟基磷灰石32-48份、磷酸四钙11-26份、石墨烯量子点3-8份、磷酸氢锶2-6份、多巴胺4-8份、氟化钙5-11份、氟化镁3-9份、氧化钡钽1-6份、硝酸银0.1-0.5份、明胶6-14份、碳酸氢铵2-5份、聚乙二醇2-7份、丝素蛋白4-8份、腐植酸磷2-6份。根据本专利技术的一个实施方式，其中，所述纳米羟基磷灰石的尺寸为50-100nm。根据本专利技术的一个实施方式，其中，所述氧化钡钽中钡钽的物质的量比为5:2。根据本专利技术的一个实施方式，其中，其由以下重量份的原料制备而成：纳米羟基磷灰石34-42份、磷酸四钙12-24份、石墨烯量子点3.5-7份、磷酸氢锶2.2-5份、多巴胺4.6-7.2份、氟化钙5.5-10份、氟化镁3.8-7.5份、氧化钡钽1.2-5份、硝酸银0.15-0.3份、明胶7-12份、碳酸氢铵2.6-4.1份、聚乙二醇2.8-6份、丝素蛋白4.5-7份、腐植酸磷2.3-5.8份。为此，本专利技术提供医用纳米生物涂层的制备工艺，具体制备步骤如下：步骤一、按上述重量份称重；步骤二、将针纳米羟基磷灰石、磷酸四钙、氟化钙、氟化镁、氧化钡钽超声分散在适量水中，然后加入碳酸氢铵，在40-70℃下搅拌20-60min；步骤三、将石墨烯量子点、磷酸氢锶、硝酸银超声分散于适量水中，然后与步骤二制备的混合液混合均匀，然后投入反应釜中，在120-150℃保温3-10小时，自然冷却至室温，得到喷涂液；步骤四、将步骤三制备的喷涂液通过等离子喷涂在医用材料基体表面；步骤五、将多巴胺、明胶、丝素蛋白、聚乙二醇、碳酸氢铵、腐植酸磷溶解在适量水，得浸入液，然后将步骤四中的经过等离子喷涂的医用材料浸入所述浸入液中24-48小时，取出后无菌风干，制成医用纳米生物涂层。根据本专利技术的一个实施方式，其中，所述步骤二中，在65℃下搅拌40min。根据本专利技术的一个实施方式，其中，所述步骤三中，在130℃保温8小时。根据本专利技术的一个实施方式，其中，所述步骤四中，等离子喷涂的工艺参数为：电压25-50V，电流700-1000A，氩气30-50L/min，氢气30-50L/min，喷涂距离50-70mm。根据本专利技术的一个实施方式，其中，所述步骤五中，浸入液中明胶的浓度为25-80g/L。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的生物涂层与基材的结合强度高，达28.5-33.5MPa，同时韧性有所提升，可高达0.85MPa·m1/2及以上，解决传统的羟基磷灰石本身脆性较大的不足；此外该生物涂层也具备良好的生物相容性好，可促进成骨细胞的粘附和生长，加快修复愈合速率，缩短愈合周期，具备良好的推广应用价值。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1一种医用纳米生物涂层，其由以下重量份的原料制备而成：纳米羟基磷灰石32份、磷酸四钙11份、石墨烯量子点3份、磷酸氢锶2份、多巴胺4份、氟化钙5份、氟化镁3份、氧化钡钽1份、硝酸银0.1份、明胶6份、碳酸氢铵2份、聚乙二醇2份、丝素蛋白4份、腐植酸磷2份。其中，所述纳米羟基磷灰石的尺寸为50-100nm。其中，所述氧化钡钽中钡钽的物质的量比为5:2。上述医用纳米生物涂层的制备工艺，具体制备步骤如下：步骤一、按上述重量份称重；步骤二、将针纳米羟基磷灰石、磷酸四钙、氟化钙、氟化镁、氧化钡钽超声分散在适量水中，然后加入碳酸氢铵，在40℃下搅拌20min；步骤三、将石墨烯量子点、磷酸氢锶、硝酸银超声分散于适量水中，然后与步骤二制备的混合液混合均匀，然后投入反应釜中，在120℃保温3小时，自然冷却至室温，得到喷涂液；步骤四、将步骤三制备的喷涂液通过等离子喷涂在医用材料基体表面，所述等离子喷涂的工艺参数为：电压25V，电流700A，氩气30L/min，氢气30L/min，喷涂距离50mm；步骤五、将多巴胺、明胶、丝素蛋白、聚乙二醇、碳酸氢铵、腐植酸磷溶解在适量水，得浸入液，其浸入液中明胶的浓度为25g/L，然后将步骤四中的经过等离子喷涂的医用材料浸入所述浸入液中24小时，取出后无菌风干，制成医用纳米生物涂层。实施例2一种医用纳米生物涂层，其由以下重量份的原料制备而成：纳米羟基磷灰石48份、磷酸四钙26份、石墨烯量子点8份、磷酸氢锶6份、多巴胺8份、氟化钙11份、氟化镁9份、氧化钡钽6份、硝酸银.5份、明胶14份、碳酸氢铵5份、聚乙二醇7份、丝素蛋白8份、腐植酸磷6份。其中，所述纳米羟基磷灰石的尺寸为50-100nm。其中，所述氧化钡钽中钡钽的物质的量比为5:2。上述医用纳米生物涂层的制备工艺，具体制备步骤如下：步骤一、按上述重量份称重；步骤二、将针纳米羟基磷灰石、磷酸四钙、氟化钙、氟化镁、氧化钡钽超声分散在适量水中，然后加入碳酸氢铵，在70℃下搅拌60min；步骤三、将石墨烯量子点、磷酸氢锶、硝酸银超声分散于适量水中，然后与步骤二制备的混合液混合均匀，然后投入反应釜中，在150℃保温10小时，自然冷却至室温，得到喷涂液；步骤四、将步骤三制备的喷涂液通过等离子喷涂在医用材料基体表面，所述等离子喷涂的工艺参数为：电压50V，电流1000A，氩气50L/min，氢气0L/min，喷涂距离70mm；步骤五、将多巴胺、明胶、丝素蛋白、聚乙二醇、碳酸氢铵、腐植酸磷溶解在适量水，得浸入液，其浸入液中明胶的浓度为80g/L，然后将步骤四中的经过等离子喷涂的医用材料浸入所述浸入液中48小时，取出后无菌风干，制成医用纳米生物涂层。实施例3一种医用纳米生物涂层，其由以下重量份的原料制备而成：纳米羟基磷灰石34份、磷酸四钙12份、石墨烯量子点3.5份、磷酸氢锶2.2份、多巴胺4.6份、氟化钙5.5份、氟化镁3.8份、氧化钡钽1.2份、硝酸银0.15份、明胶7份、碳酸氢铵2.6份、聚乙二醇2.8份、丝素蛋白4.5份、腐植酸磷2.3份。其中，所述纳米羟基磷灰石的尺寸为50-100nm。其中，所述氧化钡钽中钡钽的物质的量比为5:2。上述医用纳米生物涂层的制备工艺，具体制备步骤如下：步骤一、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医用纳米生物涂层，其特征在于，其由以下重量份的原料制备而成：纳米羟基磷灰石32‑48份、磷酸四钙11‑26份、石墨烯量子点3‑8份、磷酸氢锶2‑6份、多巴胺4‑8份、氟化钙5‑11份、氟化镁3‑9份、氧化钡钽1‑6份、硝酸银0.1‑0.5份、明胶6‑14份、碳酸氢铵2‑5份、聚乙二醇2‑7份、丝素蛋白4‑8份、腐植酸磷2‑6份。

【技术特征摘要】
1.一种医用纳米生物涂层，其特征在于，其由以下重量份的原料制备而成：纳米羟基磷灰石32-48份、磷酸四钙11-26份、石墨烯量子点3-8份、磷酸氢锶2-6份、多巴胺4-8份、氟化钙5-11份、氟化镁3-9份、氧化钡钽1-6份、硝酸银0.1-0.5份、明胶6-14份、碳酸氢铵2-5份、聚乙二醇2-7份、丝素蛋白4-8份、腐植酸磷2-6份。2.根据权利要求1所述的医用纳米生物涂层，其特征在于，所述纳米羟基磷灰石的尺寸为50-100nm。3.根据权利要求1所述的医用纳米生物涂层，其特征在于，所述氧化钡钽中钡钽的物质的量比为5:2。4.根据权利要求1所述的医用纳米生物涂层，其特征在于，其由以下重量份的原料制备而成：纳米羟基磷灰石34-42份、磷酸四钙12-24份、石墨烯量子点3.5-7份、磷酸氢锶2.2-5份、多巴胺4.6-7.2份、氟化钙5.5-10份、氟化镁3.8-7.5份、氧化钡钽1.2-5份、硝酸银0.15-0.3份、明胶7-12份、碳酸氢铵2.6-4.1份、聚乙二醇2.8-6份、丝素蛋白4.5-7份、腐植酸磷2.3-5.8份。5.根据权利要求1-4任一所述的医用纳米生物涂层的制备工艺，其特征在于，具体制备步骤如下：步骤一、按上述重量份称重；步骤二、将针纳米羟基磷灰石、磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：金天，洛芸鹤，
申请(专利权)人：苏州艾博迈尔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32