一种抗菌医用钛合金及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种抗菌医用钛合金的制备方法和应用，包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌医用钛合金及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及钛合金材料表面改性
，具体涉及一种抗菌医用钛合金及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]医疗器械与骨科植入物引发的细菌感染是术后常见的并发症，这些感染可能对患者的健康构成严重威胁
。
医用医疗器械引发的细菌感染已成为生物材料和临床医学等研究领域亟待解决的难题之一
。
骨科等术后感染会直接造成患者伤口经久不愈，经常会导致手术失败，甚至导致慢性骨髓炎等并发症，不仅给患者带来了巨大的身心痛苦和沉重的经济负担，也会对医院和社会等造成不同程度的负面影响
。
因此，研究开发自身具有抗细菌感染功能的医用钛合金材料，对于消除或减少相关医疗器械引发的细菌感染性疾病具有重大意义
。
[0003]为了降低骨科植入物引起的感染，科研工作者对抗菌钛合金的研发做了很多相关工作
。
如中国专利技术专利
CN109112358A
公布了一种作为金属植入物的高抗菌钛合金，在医用纯钛中添加
0.5
‑
5wt
％镓元素和1‑
3wt
％铜元素进行热处理，获得的抗菌钛合金对大肠杆菌杀菌率在
90
‑
98
％
、
对金黄色葡萄球菌的抗菌率在
90
‑
99
％，需要两种元素同时存在，且抗菌效果不理想
。
专利技术专利
CN108300897B
研制了一种低模量含银抗感染医用钛合金，在合金中加入银元素进行热处理，银元素需要添加至
20wt
％，才能达到
98
％以上抗菌率，存在银含量添加量过高
、
工艺能耗高和抗菌效果差等缺点
。

技术实现思路

[0004]为了解决现有工艺处理得到的抗菌钛合金抗菌效果不理想的技术问题，而提供一种抗菌医用钛合金及其制备方法和应用
。
本专利技术工艺简便易工业化，具体是在医用钛合金基材表面获得氧化亚铜抗菌层，本专利技术获得的抗菌医用钛合金具有较好的抗菌层耐久性以及低细胞毒性，抗菌效果能达到
99
％以上，细胞毒性达到0‑1级
。
[0005]为了达到以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种抗菌医用钛合金的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)
以医用钛合金作为基材，将所述基材置于铜盐水溶液中浸泡，取出后加热烘干，得到表面吸附铜离子的中间基材；
[0008](2)
将所述中间基材置于碱水溶液中浸泡，使氢氧化铜在所述中间基材的表面生长；然后加入醛水溶液，进行加热回流，发生还原反应，使所述中间基材表面的氢氧化铜在碱性条件下转化为氧化亚铜抗菌层，清洗
、
干燥后得到抗菌医用钛合金
。
[0009]进一步地，所述铜盐水溶液中的铜盐为氯化铜
、
硝酸铜
、
硫酸铜一种或几种，所述铜盐水溶液中的铜盐含量为
0.5
‑
3mol/L。
[0010]进一步地，所述碱水溶液中的碱为氢氧化钠
、
氢氧化钾
、
氢氧化钙中的一种或几种，所述碱水溶液中碱的含量为
0.5
‑
10mol/L。
[0011]进一步地，所述醛水溶液中的醛为甲醛
、
乙醛
、
丙醛中的一种或几种，所述醛水溶液中醛的含量为5‑
30wt
％
。
[0012]进一步地，步骤
(1)
中所述基材在所述铜盐水溶液中浸泡的时间至少是
2min
；所述加热烘干的温度为至少
80℃
；步骤
(2)
中所述中间基材在所述碱水溶液中浸泡的时间至少是
15min
；所述加热回流的温度至少是
80℃、
反应时间至少
15min。
[0013]优选地，步骤
(1)
中所述基材在所述铜盐水溶液中浸泡的时间是5‑
15min
；所述加热烘干的温度为
85
‑
100℃
；步骤
(2)
中所述中间基材在所述碱水溶液中浸泡的时间是
20
‑
30min
；所述加热回流的温度是
80
‑
100℃、
反应时间为
25
‑
35min。
[0014]进一步地，所述醛水溶液中醛的摩尔量相较于所述铜盐水溶液中铜盐的摩尔量是过量的；所述碱水溶液中碱的摩尔量相较于所述铜盐水溶液中铜盐的摩尔量是等化学当量或者是过量的
。
[0015]进一步提供由上述制备方法得到抗菌医用钛合金，所述抗菌医用钛合金表面的氧化亚铜抗菌层用量为
0.1
‑
3mg/cm2。
[0016]再进一步提供由上述制备方法获得的抗菌医用钛合金在植入性医疗器械中的应用
。
[0017]有益技术效果：
[0018]本专利技术采用铜离子浸泡对医用钛合金表面进行处理，然后通过碱处理工艺，在经过醛溶液还原反应生成不溶于水的氧化亚铜
(Cu2O)
，最后在医用钛合金表面制备氧化亚铜抗菌层，在表层极低的使用量下就使材料具有较好的抗菌效果，且具有良好的抗菌稳定性和耐久性能，细胞毒性低
、
生物相容性好，能够保证植入性医疗器械在体内具有持久的抗菌性能以及安全性；本专利技术获得的抗菌医用钛合金具有较好的抗菌层耐久性以及低细胞毒性，抗菌效果能达到
99
％以上，细胞毒性达到0‑1级；本专利技术制备工艺简便
、
成本低廉，利于大规模生产；
[0019]本专利技术的抗菌钛合金应用于外科植入性医疗器械，可广泛用于抗菌钛合金接骨板
、
抗菌钛合金骨针
、
抗菌钛合金螺钉和抗菌钛合金人工关节等植入性医疗器械中，本专利技术的抗菌医用钛合金可降低植入物引起的感染风险
。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0021]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值不限制本专利技术的范围
。
对于相关领域普通技术人员已知的技术<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种抗菌医用钛合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)
以医用钛合金作为基材，将所述基材置于铜盐水溶液中浸泡，取出后加热烘干，得到表面吸附铜离子的中间基材；
(2)
将所述中间基材置于碱水溶液中浸泡，使氢氧化铜在所述中间基材的表面生长；然后加入醛水溶液，进行加热回流，发生还原反应，使所述中间基材表面的氢氧化铜在碱性条件下转化为氧化亚铜抗菌层，清洗
、
干燥后得到抗菌医用钛合金
。2.
根据权利要求1所述的一种抗菌医用钛合金的制备方法，其特征在于，所述铜盐水溶液中的铜盐为氯化铜
、
硝酸铜
、
硫酸铜一种或几种，所述铜盐水溶液中的铜盐含量为
0.5
‑
3mol/L。3.
根据权利要求1所述的一种抗菌医用钛合金的制备方法，其特征在于，所述碱水溶液中的碱为氢氧化钠
、
氢氧化钾
、
氢氧化钙中的一种或几种，所述碱水溶液中碱的含量为
0.5
‑
10mol/L。4.
根据权利要求1所述的一种抗菌医用钛合金的制备方法，其特征在于，所述醛水溶液中的醛为甲醛
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李毕忠，李燕新，陈王震，
申请(专利权)人：绍兴崇高新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：