一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法技术

本发明专利技术公开了一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法，包括以下步骤：1）配制反应前驱液，反应前驱液由钛源、双氧水和酸在溶剂水中均匀混合而获得；2）将植入体基体清洗后和步骤1）的反应前驱液同时放入不锈钢高压反应釜中，将不锈钢高压反应釜封闭后置于电热鼓风干燥箱中进行水热反应，使基体表面原位生长二氧化钛量子点；反应结束后冷却，然后将反应后的样品取出，在去离子水中超声清洗后，在常温下晾干，即制备完成。本发明专利技术通过水热法在低温下获得均匀分布的二氧化钛量子点，反应在液相中一次形成、无需后续处理，反应重复性好，处理之后对基体本身的粗糙度没有影响。理之后对基体本身的粗糙度没有影响。理之后对基体本身的粗糙度没有影响。

【技术实现步骤摘要】
一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法


[0001]本专利技术涉及生物医用材料
，特别是涉及一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法。

技术介绍

[0002]钛或钛合金为常见的植入体材料。医用钛及钛合金拥有良好的生物相容性、力学性能、耐腐蚀性能、机械加工性能，在植入过程中，能与骨组织有效整合。然而，传统的钛植入体作为生物惰性材料，其表面生物活性较差，成骨、抗菌性能较低，需要对其进行表面活化，从而在人体模拟体液中诱导羟基磷灰石的沉积，提高生物活性。
[0003]纳米二氧化钛与钛基体有较强的结合力，并且能够在体液中诱导羟基磷灰石的沉积，从而具有较强的生物活性和骨结合能力。同时，制备的二氧化钛薄膜是纳米尺寸的，种植体的表面形貌和粗糙度几乎没有改变，能够保持种植体原有的性能。因此，在钛基植入体表面制备纳米二氧化钛薄膜受到研究者的青睐。
[0004]量子点（DQs）是三个维度上均是纳米尺度的粒子，具有量子尺寸效应、大比表面积、生物相容性好等诸多特性，在光学、磁电、催化、医药等领域有着广阔的应用前景。基于两者的性能，二氧化钛和量子点的复合在光催化领域已经有了广泛的研究。然而，上述的研究主要集中在光催化领域，并且制备的二氧化钛量子点都是粉末颗粒，分散不均匀，无法直接应用到植入体表面。因此，如何采用合适的方法将二氧化钛量子点引入钛植入体表面原位均匀生长，利用二氧化钛量子点的大比表面积，增加植入体材料表面能，提高生物活性具有重大的意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法。
[0006]所述的一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法，其特征在于包括以下步骤：1）配制反应前驱液，反应前驱液由钛源、双氧水和酸在溶剂水中均匀混合而获得；2）将植入体基体清洗后和步骤1）配制的反应前驱液同时放入不锈钢高压反应釜中，将不锈钢高压反应釜封闭后置于电热鼓风干燥箱中进行水热反应，使基体表面原位生长二氧化钛量子点；反应结束后冷却，然后将表面原位生长二氧化钛量子点的基体样品取出，取出后的样品在去离子水中超声清洗后，在常温下晾干，即制备完成。
[0007]所述的一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法，其特征在于步骤2）中基体为钛、钛合金中的至少一种。
[0008]所述的一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法，其特征在于步骤1）中，钛源为三氯化钛、硫酸亚钛等三价钛盐的至少一种，所述的反应前驱液中钛离子摩尔浓度是0.094~0.675mmol/L，反应前驱液中的酸为乙酸、草酸、盐酸、硫酸、酒石酸、硝酸中的至少
一种；步骤1）的反应前驱液中，钛源与酸的摩尔比为1：70
‑
1:400，钛源与双氧水的摩尔比为1：4
ꢀ‑
1:25。
[0009]所述的一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法，其特征在于钛源为三氯化钛，钛离子摩尔浓度是0.375mmol/L，反应前驱液中的酸为乙酸，三氯化钛与乙酸摩尔比为1:100，三氯化钛与双氧水摩尔比为1:7。
[0010]所述的一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法，其特征在于步骤2）中水热反应的反应时间为2
‑
4h；水热反应的温度为100
‑
200℃。
[0011]所述的一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法，其特征在于步骤2）中水热反应的反应时间为2
‑
3h；水热反应的温度为160℃。
[0012]与现有的专利技术相比，本申请有以下优点：1、本专利技术制备的二氧化钛晶粒小，其在三个维度上均是纳米尺度，尺寸基本在20nm以下，制备的二氧化钛属于量子点，尺寸小，晶界多，表面能高，拥有更高的生物活性，在人体模拟体液中浸泡，能在短时间（12h）诱导羟基磷灰石自发沉积。
[0013]2、本专利技术制备的二氧化钛量子点粒径尺寸更小，拥有更大的比表面积，在光的激发下可以有效产生更多活性氧和羟基自由基，有更好的抗菌效能。
[0014]3、本专利技术通过水热法，在低温下获得均匀分布的二氧化钛量子点，反应在液相中一次形成，无需后续处理，反应重复性好，同时不受基体和尺寸的限制，且处理之后对基体本身的粗糙度没有影响。
附图说明
[0015]图1是实施例1制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片，在1.5倍SBF溶液中浸泡前后的场发射扫描电镜照片对比图；图2是实施例2制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片，在1.5倍SBF溶液中浸泡前后的场发射扫描电镜照片对比图；图3是实施例3制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片的场发射扫描电镜照片；图4是实施例4制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片的场发射扫描电镜照片；图5是实施例5制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片在1.5倍SBF溶液中浸泡后的场发射扫描电镜照片；图6是实施例6制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片，在1.5倍SBF溶液中浸泡前后的场发射扫描电镜照片对比图；图7是实施例7制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片，在1.5倍SBF溶液中浸泡前后的场发射扫描电镜照片对比图；图8是实施例8制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片在1.5倍SBF溶液中浸泡后的场发射扫描电镜照片；图9是实施例9制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片在1.5倍SBF溶液中浸泡后的场发射扫描电镜照片；图10是实施例10制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片，在1.5倍SBF溶液中
浸泡前后的场发射扫描电镜照片对比图；图11是实施例11制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片，在1.5倍SBF溶液中浸泡前后的场发射扫描电镜照片对比图；图12是实施例12制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片，在1.5倍SBF溶液中浸泡前后的场发射扫描电镜照片对比图；图13是实施例13制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片在1.5倍SBF溶液中浸泡后的场发射扫描电镜照片；图14是实施例14制得的表面原位生长二氧化钛量子点的钛片在1.5倍SBF溶液中浸泡后的场发射扫描电镜照片；图15是实例15中制备获得的生长二氧化钛量子点的基体，，在1.5倍SBF溶液中浸泡前后的场发射扫描电镜照片对比图。
具体实施方式
[0016]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。本专利技术以纯钛，钛合金等作为原位生长二氧化钛薄膜的基体，适用于医学用植入体。植入体包括但不仅限于植入人体作为人体替代物或支撑件，植入动物体内作为骨骼的替代物等。植入人体的替代物包括但不仅限于牙种植体，骨骼替代物，钢钉、钢板等支撑或连接骨骼的植入物等。本专利技术研究了该方法的生物活性，但不仅限于生物活性，还有其他性能。
[0017]实施例1本实施例提供的原位生长二氧化钛量子点的制备方法，包括以下步骤：1）钛片的预处理：尺寸25
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10 mm2的钛片，使用丙酮和乙醇交替清洗，每次清洗5min，循环3次，再用去离子水清洗3次，并在常温下晾干备用。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法，其特征在于包括以下步骤：1）配制反应前驱液，反应前驱液由钛源、双氧水和酸在溶剂水中均匀混合而获得；2）将植入体基体清洗后和步骤1）配制的反应前驱液同时放入不锈钢高压反应釜中，将不锈钢高压反应釜封闭后置于电热鼓风干燥箱中进行水热反应，使基体表面原位生长二氧化钛量子点；反应结束后冷却，然后将表面原位生长二氧化钛量子点的基体样品取出，取出后的样品在去离子水中超声清洗后，在常温下晾干，即制备完成。2.如权利要求1所述的一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法，其特征在于步骤2）中基体为钛、钛合金中的至少一种。3.如权利要求1所述的一种植入体表面原位生长二氧化钛量子点的方法，其特征在于步骤1）中，钛源为三价钛盐，所述的反应前驱液中钛离子摩尔浓度是0.094~0.675mmol/L，反应前驱液中的酸为乙酸、草酸、盐酸、硫酸、酒石酸、硝酸中...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖帆，俞舜思，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：