一种钛基植入体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种钛基植入体及其制备方法和应用，属于医用材料制造技术领域。其制备方法包括：将钛基体经酸蚀处理后进行阳极氧化处理，向其中加入醋酸锌溶液，然后进行真空加热处理，从而在钛基体表面构建微纳米复合结构和氧化锌涂层。本发明专利技术通过研究发现，钛植入体表面加工出的微纳结构和添加的锌离子涂层具有良好的促进成骨的能力，且锌离子具有较好的抗菌效果。经过设计，本发明专利技术采用方法可以有效结合微纳结构和锌离子的优点，提高3D打印钛基植入体的骨结合能力，同时氧化锌可以提高表面的抗菌效果，实现成骨和抗菌双作用表面的制备，因此具有良好实际应用之价值。因此具有良好实际应用之价值。因此具有良好实际应用之价值。

【技术实现步骤摘要】
一种钛基植入体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于医用材料制造
，具体涉及一种钛基植入体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]当前，人口老龄化和交通事故的频发造成的骨组织缺损问题亟待解决，同时，不同患者个体之间存在差异，难以进行钛植入体的批量化生产。3D打印作为一种灵活的加工方式，正逐渐应用于临床中。在众多的植入体材料中，钛及其合金因其良好的综合性能，已被广泛用于骨组织缺损的治疗。
[0004]然而，3D打印钛植入体表面与周围骨组织的结合能力有限，在植入体内后，易发生松动等现象。同时，在植入过程中，还易产生细菌感染等问题，一旦发生感染，患者则必须通过服药等方式进行治疗，严重时甚至需要重新植入，给患者带来极大的生理和心理上的痛苦。因此，植入体表面需具有一定的抗菌能力，减少细菌的粘附和增殖，从而提高植入的成功率。

技术实现思路

[0005]基于上述现有技术的不足，本专利技术提供一种钛基植入体及其制备方法和应用。本专利技术通过研究发现，钛植入体表面加工出的微纳结构和添加的锌离子涂层具有良好的促进成骨的能力，且锌离子具有较好的抗菌效果。经过设计，本专利技术采用方法可以有效结合微纳结构和锌离子的优点，提高3D打印钛基植入体的骨结合能力，同时氧化锌可以提高表面的抗菌效果，实现成骨和抗菌双作用表面的制备。基于上述研究成果，从而完成本专利技术。
[0006]具体的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]本专利技术的第一个方面，提供一种钛基植入体的制备方法，所述制备方法包括：
[0008]将钛基体经酸蚀处理后进行阳极氧化处理，向其中加入醋酸锌溶液，然后进行真空加热处理，从而在钛基体表面构建微纳米复合结构和氧化锌涂层；其中，所述钛基体为钛合金Ti
‑
6Al
‑
4V经3D打印获得；其中，醋酸锌浓度控制为3
‑
8mmol
·
L
‑1，所述真空加热处理条件为在360
‑
400℃进行真空加热处理0.5
‑
2小时。通过控制真空加热处理条件，从而使得加入的适宜浓度的醋酸锌溶液能够分解成为直径约15nm的氧化锌纳米颗粒，附着在钛基植入体表面，提高植入体的抗菌效果。且通过调整醋酸锌溶液的浓度，可以快速调整钛基体表面锌元素的含量。
[0009]本专利技术的第二个方面，提供上述制备方法获得的钛基植入体。所述通过上述工艺处理，本专利技术制得钛基植入体既具有微纳结构，同时添加的锌离子涂层也具有良好的促成骨能力，且锌离子所具有的抗菌效果，共同实现成骨和抗菌双作用。
[0010]需要说明的是，基于上述专利技术构思，通过在制备过程中添加其他生物活性物质等，从而提高植入体的相应性能，亦在本申请的保护范围之内。
[0011]本专利技术的第三个方面，提供上述钛基植入体在制备骨组织缺损修复材料中的应用。采用上述制备方法获得的骨组织缺损修复材料，能够提高其骨结合能力，同时抗菌能力较强，从而减少细菌的粘附和增殖，提高植入成功率。
[0012]上述一个或多个技术方案的有益技术效果：
[0013]上述技术方案提供一种3D打印钛基植入体表面构建微纳米复合结构和氧化锌涂层的方法，制得的3D打印钛基植入体可在保留原有的微纳米结构的基础上添加氧化锌涂层。同时上述技术方案的制备方法成本较低，可操作性强，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0014]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
[0015]图1为本专利技术实施例1中钛基植入体的制备流程图；
[0016]图2为本专利技术实施例1中制得的3D打印钛基植入体的SEM图，其中，A为
×
5000，B为
×
50000；
[0017]图3为本专利技术实施例1中制得的3D打印钛基植入体的EDS元素面总谱图；
[0018]图4为本专利技术实施例1中制得的3D打印钛基植入体的EDS元素面分布图。
具体实施方式
[0019]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0020]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0021]本专利技术的一个典型实施方式中，提供一种钛基植入体的制备方法，所述制备方法包括：
[0022]将钛基体经酸蚀处理后进行阳极氧化处理，向其中加入醋酸锌溶液，然后进行真空加热处理，从而在钛基体表面构建微纳米复合结构和氧化锌涂层；其中，所述钛基体为钛合金Ti
‑
6Al
‑
4V经3D打印获得；其中，醋酸锌浓度控制为3
‑
8mmol
·
L
‑1，所述真空加热处理条件为在360
‑
400℃进行真空加热处理0.5
‑
2小时。通过控制真空加热处理条件，从而使得加入的适宜浓度的醋酸锌溶液能够分解成为直径约15nm的氧化锌纳米颗粒，均匀附着并分布在钛基植入体表面，提高植入体的抗菌效果。且通过调整醋酸锌溶液的浓度，可以快速调整钛基体表面锌元素的含量。
[0023]本专利技术的又一具体实施方式中，所述醋酸锌浓度控制为5mmol
·
L
‑1，所述真空加热处理条件为在370℃进行真空加热处理1小时。所述醋酸锌加入时优选采用滴加方式进行。由于酸蚀和阳极氧化后形成的钛基体表面具有良好的亲水性，从而使得醋酸锌溶液能够在
其表面迅速展开，继而在后续高温和真空环境下，同时，由于阳极氧化后形成了纳米管阵列，纳米管成为承载氧化锌纳米颗粒的良好载体，从而实现了微纳结构的保留和氧化锌涂层的构建。
[0024]本专利技术的又一具体实施方式中，所述酸蚀处理具体为在1
‑
5％氢氟酸中酸蚀处理1
‑
10分钟，优选为在2％氢氟酸中酸蚀处理5分钟；从而用于去除钛基体表面残存的钛颗粒。
[0025]本专利技术的又一具体实施方式中，在酸蚀处理前，对钛基体依次使用丙酮、乙醇和水对钛基体进行清洗；为使得清洗更为彻底，所述清洗可以为超声清洗。
[0026]所述阳极氧化处理具体处理方法包括：将所述钛基体与稳压电源的正极相连，负极与铂片相连，将样品和铂电极置于含有NH4F的丙三醇水溶液中，控制通电电压为20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛基植入体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将钛基体经酸蚀处理后进行阳极氧化处理，向其中加入醋酸锌溶液，然后进行真空加热处理，从而在钛基体表面构建微纳米复合结构和氧化锌涂层；其中，所述钛基体为钛合金Ti
‑
6Al
‑
4V经3D打印获得；其中，醋酸锌浓度控制为3
‑
8mmol
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‑1，所述真空加热处理条件为在360
‑
400℃进行真空加热处理0.5
‑
2小时。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醋酸锌浓度控制为5mmol
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‑1，所述真空加热处理条件为在370℃进行真空加热处理1小时。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述醋酸锌加入时采用滴加方式进行。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸蚀处理具体为在1
‑
5％氢氟酸中酸蚀处理1
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1...

【专利技术属性】
技术研发人员：万熠，纪振冰，赵梓贺，于明志，王宏卫，王滕，范世缘，邹宇锦，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：