一种促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面制造技术

本发明专利技术提供一种促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面，所述促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面由纳米离子形态的钽沉积在酸蚀喷砂后的钛基底表面上制备得到，所述纳米离子形态沉积的钽为类珊瑚状结构。

A new type of titanium surface that promotes osseointegration and antibacterial activity

The present invention provides a novel titanium surface promote osseointegration and antibacterial ability of the new titanium surface of the promote osseointegration and antibacterial ability by tantalum deposition on the morphologies of nano ion etching after sandblasting titanium substrate surface preparation, the morphology of nano ion deposition of tantalum for coral shaped structure.

【技术实现步骤摘要】
一种促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面
本专利技术涉及医用生物材料领域，具体地，本专利技术涉及一种促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面。
技术介绍
生物基底材料植入生物体内，基底材料的表面会与生物组织产生非常复杂的生理作用，而生物基底材料的表面物理化学性质，如表面形貌、粗糙度以及表面能等性质均可影响其生物学反应。钛合金为Ti-6Al-4V，属于α+β型钛合金，具有优越的力学性能，抗腐蚀性强，生物相容性好，是目前骨科常用的内固定材料，但是直接将钛合金作为替代修复材料植入人体尚存在着不少问题，钛合金与骨之间虽具有良好的生物相容性，在金属中与骨弹性模量最相近，但由于成分的截然不同，弹性模量仍远高于骨，故钛合金与骨之间仅为机械嵌连性的骨结合，而非强有力的化学骨性结合。另外，钛合金在生物医学方面的应用不只是对其力学性能有所要求，在保证生物安全性的基础上，还对与生物体内环境的生物相容性、耐蚀性等有更具体的要求，并且在不同方面应用中差异较大。因此，针对上述问题，本专利技术提供可以显著提高其骨结合速度，促进间充质干细胞的活力、粘附、增殖、碱性磷酸酶活性和成骨相关信号通路的新型钛。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面，所述促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面由纳米离子形态的钽沉积在酸蚀喷砂后的钛基底表面上制备得到，所述纳米离子形态沉积的钽为类珊瑚状结构。在一种实施方式中，所述纳米离子形态沉积的钽的厚度为10～300nm。在一种实施方式中，所述纳米离子形态沉积的钽的厚度为100～200nm。本专利技术另一方面提供一种促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面的制备方法，包括以下步骤：(1)使用金刚砂颗粒对商业化4级纯钛片进行喷砂，然后用盐酸和硫酸混合产生的气体对喷砂后的表面进行酸蚀处理1～5h，用无水乙醇清洗，烘干，得酸蚀喷砂钛基底；(2)将沉积室抽至真空状态，将加热至150℃的钽片置放于离酸蚀喷砂钛基底8～13cm处，通入氩气清洗3～10min，然后用电流轰击钽片使钽以纳米离子形态沉积在酸蚀喷砂钛基底表面，用无水乙醇和去离子水清洗，烘干，即得所述促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面。在一种实施方式中，所述步骤(1)中所述金刚砂颗粒的粒径为200～600μm。在一种实施方式中，所述步骤(1)中所述金刚砂颗粒的粒径为250～500μm。在一种实施方式中，所述步骤(1)中所述盐酸与硫酸混合的重量比为(2～5)：1，其中，所述盐酸为质量分数为18％盐酸，所述硫酸为质量分数为98％的浓硫酸。在一种实施方式中，所述步骤(2)中沉积室的压力为2×10-5Pa～8×10-5Pa。在一种实施方式中，所述步骤(2)中电流为0.0375～4A。在一种实施方式中，所述步骤(2)中使用电流轰击钽片的时间为0.5～2h。参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。附图说明图1为实施例1中钽修饰SLA(SLA-Ta)表面扫描电镜图及不同放大倍数下钽修饰SLA(SLA-Ta)表面横截面图与对比例1中SLA表面扫描电镜图。图2为实施例1中SLA-Ta表面的细胞粘附图和对比例1中SLA表面的细胞粘附图。图3为实施例1中SLA-Ta表面的成骨蛋白图和对比例1中SLA表面的成骨蛋白图。图4为实施例1中在第3天和第10天SLA-Ta表面接种rBMSC的ALP活性和对比例1中在第3天和第10天SLA表面接种rBMSC(大鼠骨髓间充质干细胞)的ALP活性。图5为实施例1在第10天SLA-Ta表面接种rBMSC的ALP活动显示结果和对比例1中SLA表面接种rBMSC的ALP活动显示结果。图6为实施例1在SLA-Ta表面培养1天的rBMSCs中WNT/β-catenin信号通路蛋白的表达谱和对比例1中在SLA表面培养1天的rBMSCs中WNT/β-catenin信号通路蛋白的表达谱。图7为实施例1中将粘附的细菌从SLA-Ta中分离并根据细菌计数方法在琼脂板上再培养金黄色葡萄球菌、聚合梭杆菌、牙龈卟啉单胞菌的菌落图和对比例1中将粘附的细菌从SLA中分离并根据细菌计数方法在琼脂板上再培养金黄色葡萄球菌、聚合梭杆菌、牙龈卟啉单胞菌的菌落图。具体实施方式参选以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本专利技术的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本专利技术所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本专利技术并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本专利技术不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。此外，本专利技术要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。本专利技术提供一种促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面，所述促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面由纳米离子形态的钽沉积在酸蚀喷砂后的钛基底表面上制备得到，所述纳米离子形态沉积的钽为类珊瑚状结构。在一种实施方式中，所述纳米离子形态沉积的钽的厚度为10～300nm。在一种实施方式中，所述纳米离子形态沉积的钽的厚度为100～200nm；优选地，所述纳米离子形态沉积的钽的厚度为160nm。本专利技术另一方面提供一种促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面的制备方法，包括以下步骤：(1)使用金刚砂颗粒对商业化4级纯钛片进行喷砂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面，其特征在于，所述促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面由纳米离子形态的钽沉积在酸蚀喷砂后的钛基底表面上制备得到，所述纳米离子形态沉积的钽为类珊瑚状结构。

【技术特征摘要】
1.一种促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面，其特征在于，所述促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面由纳米离子形态的钽沉积在酸蚀喷砂后的钛基底表面上制备得到，所述纳米离子形态沉积的钽为类珊瑚状结构。2.根据权利要求1所述促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面，其特征在于，所述纳米离子形态沉积的钽的厚度为10～300nm。3.根据权利要求2所述促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面，其特征在于，所述纳米离子形态沉积的钽的厚度为100～200nm。4.根据权利要求1所述促进骨整合和抗菌能力的新型钛表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)使用金刚砂颗粒对商业化4级纯钛片进行喷砂，然后用盐酸和硫酸混合产生的气体对喷砂后的表面进行酸蚀处理1～5h，用无水乙醇清洗，烘干，得酸蚀喷砂钛基底；(2)将沉积室抽至真空状态，将加热至150℃的钽片置放于离酸蚀喷砂钛基底8～13cm处，通入氩气清洗3～10min，然后用电流轰击钽片使钽以纳米离子形态沉积在酸蚀喷砂钛基底表面，用无水乙醇和去离子水清洗，烘干，即得所述促进骨整合和...

【专利技术属性】
技术研发人员：史俊宇，赖红昌，张晓梦，顾迎新，乔士冲，朱钰，莫嘉骥，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，
类型：发明
国别省市：上海,31