一种纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层的制备方法，是在电化学工作站上对牙科裸金属植入物表面进行阳极氧化和改性，制备出微米

【技术实现步骤摘要】
一种纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层的制备方法


[0001]本专利技术属于医疗器械领域，具体涉及一种纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层的制备方法。

技术介绍

[0002]牙科种植体长期植入开放的口腔环境，口腔中的细菌在牙科种植体表面会发生粘附形成细菌生物膜，从而导致种植体周围发炎或植入失败。相比于感染后口服抗生素治疗，对种植体表面进行抗菌改性能够从源头上抑制细菌生物膜形成，起到预防感染的作用。专利CN115006601A公开了一种抗菌纳米复合涂层及其制备方法，采用ZnO或TiO2粒子作为抗菌纳米复合涂层中的抗菌粒子，同时限定抗菌粒子的含量，以期实现涂层的抗菌特性。但是，现有的牙科种植体涂层还存在三个方面的问题：一是抗菌性能的稳定性较低，二是抗菌效率较低，三是生物安全性较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种抗菌性能稳定、抗菌效率高、生物安全性好的用于牙科种植体的纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层的制备方法。
[0004]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
[0005]一种纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层的制备方法，是在电化学工作站上对牙科裸金属植入物表面进行阳极氧化和改性，制备出微米
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亚微米
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纳米(MSN)表面，然后通过脉冲电化学沉积法制备得到纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层。
[0006]所述脉冲电化学沉积法采用的电解液为Ca(NO3)2、NH4H2PO4、Cu(NO3)2和I
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半胱氨酸，Cu(NO3)2和I
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半胱氨酸的摩尔比例为2:1；Cu：CaP的摩尔比为3:1～1:2，其中，CaP为羟基磷灰石主要成分，比例固定，即CaP＝5Ca(NO3)2:3NH4H2PO4。
[0007]电解液采用氨水和硝酸将pH值保持在3～5之间。
[0008]所述脉冲电化学沉积法的反应温度为40℃～60℃。
[0009]所述脉冲电化学沉积法的工艺条件为：脉冲宽度为80～150s，沉积电位为
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2～
‑
1V，沉积时间为1～2h。
[0010]为使裸金属植入物的侧面涂覆均匀，每完成一次沉积后，将样品延轴线旋转90
°
，直至四周全部沉积上涂层。
[0011]沉积后用超纯水冲洗，70℃
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100℃干燥，800
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1200℃烧结1.5
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3h，无菌密封保存。
[0012]每个涂层的暴露面积约5～8mm2作为工作电极，饱和甘汞电极作为参考电极，铂丝作为对电极。
[0013]本专利技术与现有技术相比具有如下优点和效果：
[0014](1)本专利技术涂层的抗菌作用持久长效，将适当比例的Cu纳米颗粒加入羟基磷灰石Hydroxyapatite(HA)涂层中，可形成具有生物活性和抗菌作用的长效软组织密封界面；与现有技术中的Zn、Ti离子相比，本专利技术采用的铜离子抗菌活性强，成本低廉，且化学稳定性
与环境安全性都比较好，抗菌性能更加稳定。
[0015](2)本专利技术涂层的抗菌与生物相容性兼顾，纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层对正常牙囊细胞表现出很好的生物相容性，同时具有良好的抗菌性能。
[0016](3)本专利技术涂层的性能可调，通过脉冲电化学沉积可获得不同的Cu
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HA纳米结构的生物性能；而且本专利技术不需要陈化时间，工艺更加简化。
[0017](4)本专利技术制备的涂层形貌可控，可以通过调整工艺参数控制涂层形貌，适应不同应用场景。
附图说明
[0018]图1不同沉积电位和沉积时间对涂层表面形貌的影响。
[0019]图2是不同电解液配比对涂层表面形貌的影响。
[0020]图3是不同电解液配比下的球形纳米颗粒的粒径分布。
[0021]图4是涂层的亲水性验证。A.涂层的接触角检验；B.涂层接触角的相关统计学分析。
[0022]图5是涂层的抗菌结果。A.培养3天后各涂层表面的细菌密度；B.相应的细菌计数统计。
[0023]图6是涂层的细胞相容性表征结果。
具体实施方式
[0024]为了便于理解本专利技术，下面将结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但是，不以任何形式限制本专利技术。应该指出的是，对本领域的技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，本专利技术还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。
[0025]实施例1：制备Cu
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HA涂层
[0026]准备电化学工作站，将裸金属植入物作为阳极，采用电解方法使其表面生成一种氧化膜，利于后期沉积。将改性后的植入物置于40℃水浴环境中作为工作电极，加入Ca(NO3)2、NH4H2PO4、Cu(NO3)2和I
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半胱氨酸作为电解溶液，其中Ca(NO3)2质量为10g，各组分摩尔比例为10:6:30:15，溶于500ml去离子水中。以氨水和硝酸作为缓冲对，调整溶液pH值为4.0，脉冲宽度设置为100s，设置沉积电位和时间分别为
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1V和2h，每个涂层的暴露面积为5mm2，为使裸金属植入物的侧面涂覆均匀，每完成一次沉积后，将样品延轴线旋转90
°
，直至四周全部沉积上涂层。饱和甘汞电极作为参考电极，铂丝作为对电极。旋转种植体保证涂覆均匀。完成后用超纯水冲洗，在85℃干燥，后在900℃下烧结1h，保存。
[0027]实施例2：制备Cu
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HA涂层
[0028]准备电化学工作站，将裸金属植入物作为阳极，采用电解方法使其表面生成一种氧化膜，利于后期沉积，此步骤为常规方法。将改性后的样品置于50℃水浴环境中作为工作电极，加入Ca(NO3)2、NH4H2PO4、Cu(NO3)2和I
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半胱氨酸作为电解溶液，其中Ca(NO3)2质量为5g，各组分摩尔混合比例为5:3:10:5，溶于500ml去离子水中。以氨水和硝酸作为缓冲对，调整溶液pH值为5，脉冲宽度设置为150s，设置沉积电位和时间分别为
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2V和1h。每个涂层的暴露面积约6mm2，为使裸金属植入物的侧面涂覆均匀，每完成一次沉积后，将样品延轴线旋转
90
°
，直至四周全部沉积上涂层。饱和甘汞电极作为参考电极，铂丝作为对电极。完成后用超纯水冲洗，在70℃干燥，后在800℃下烧结2h，保存。
[0029]实施例3：制备Cu
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HA涂层
[0030]准备电化学工作站，将裸金属植入物作为阳极，采用电解方法使其表面生成一种氧化膜，利于后期沉积，此步骤为常规方法。将改性后的样品置于60℃水浴环境中作为工作电极，加入Ca(NO3)2、NH4H2PO4、Cu(NO3)2和I
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半胱氨酸作为电解溶液，其中Ca(NO3)2质量为10g，各组分摩尔混合比例为10:6:5:2.5。以氨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层的制备方法，其特征在于：是在电化学工作站上对牙科裸金属植入物表面进行阳极氧化和改性，制备出微米
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亚微米
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纳米表面，然后通过脉冲电化学沉积法制备得到纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层。2.根据权利要求1所述的纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层的制备方法，其特征在于：所述脉冲电化学沉积法采用的电解液为Ca(NO3)2、NH4H2PO4、Cu(NO3)2和I
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半胱氨酸。3.根据权利要求2所述的纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层的制备方法，其特征在于：Cu(NO3)2和I
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半胱氨酸的摩尔比例为2:1；Cu：CaP的摩尔比为3:1～1:2，其中，CaP为羟基磷灰石主要成分，比例固定，即CaP＝5Ca(NO3)2:3NH4H2PO4。4.根据权利要求1所述的纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层的制备方法，其特征在于：电解液采用氨水和硝酸将pH值保持在3～5之间。5.根据权利要求1所述的纳米铜羟基磷灰石抗菌涂层的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶雨，
申请(专利权)人：合肥博雅迈特口腔材料有限公司，
类型：发明
国别省市：