【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锆钛合金领域，具体为一种通过飞秒激光负载掺镁羟基磷灰石涂层处理的方法。
技术介绍
1、通过飞秒激光技术对钛合金表面进行改性，虽然能够提升其生物相容性，但这种方式提升幅度有限；为了大幅提高牙种植体的生物活性，可以在飞秒激光处理后的微纳米结构表面添加一层生物活性涂层，以促进骨细胞的生长和附着。
2、掺镁羟基磷灰石(mg-ha)是一种通过在羟基磷灰石(ha)中掺入镁离子(mg2+)改性的生物材料；羟基磷灰石是骨骼和牙齿的主要无机成分，具有良好的生物相容性和生物活性，广泛应用于生物医学领域，尤其是在药物传输和牙种植体方面；然而，纯ha的力学性能较差，且生物活性不如真正的骨矿物，因此通过离子掺杂等方法对其进行改性，以提高其综合性能；mg-ha比纯ha具有更高的生物活性，能够更好地与骨组织结合，促进骨细胞的粘附、增殖和分化；同时镁离子的掺入可以改善ha的力学性能，增加其抗压强度和韧性，使其更适合作为骨修复材料；mg-ha可以促进骨组织的再生和修复，特别是在骨质疏松等骨疾病的治疗中显示出潜力；掺镁羟基磷灰石作为一种改性的生物材料，具有优异的生物活性和力学性能，对于骨组织工程和牙种植体植入具有重要的应用前景；随着研究的深入，mg-ha有望成为牙种植体涂层和骨再生的重要材料之一。
3、当前技术中，许多学者对钛合金的飞秒激光技术进行了广泛研究，(如“一种基于飞秒激光的钛合金表面处理方法及应用，2023.12.28，中国，202311841327.7”)，其中对激光参数的调整研究较多，并且由于技术单一的局限性，并
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种通过飞秒激光负载掺镁羟基磷灰石涂层处理的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种通过飞秒激光技术掺镁羟基磷灰石涂层处理同时提高ti-15zr合金促成骨性能的方法，该方法包括以下步骤：
3、第一步：退火处理，将铸态ti-15zr合金坯进行退火处理，得到组织均匀的铸锭，退火处理的温度为900～1000℃，所述退火处理的时间为4-5小时；
4、第二步：线切割加工，将ti-15zr合金按照5～15mm×5～15mm×1～3mm的尺寸进行线切割；
5、第三步：打磨抛光处理，依次用150#、800#、1000#、2000#、3000#、5000#的sic砂纸对切割后的锆合金打磨，之后用抛光膏进行抛光处理，并浸入酒精进行超声波清洗10～20min，烘干待用；
6、第四步：飞秒激光处理，将清洗完成的样品固定在可以通过编程控制的电动位移平台上，激光束通过透镜聚焦到安装在计算机控制的电动平移台上的样品上。通过激光束对样品进行光栅扫描，在样品表面织构出一维平行微通道阵列，制备出覆盖有多尺度微纳结构的一维微通道阵列。设备为型号为satsuma的amplitude激光器；
7、飞秒激光的操作参数为：扫描速度为90～110mm/s，频率为35～45khz，；离焦量为140～150mm，线间距为0.06～0.08mm。处理完的样品为fti-15zr。
8、第五步：涂层制备，将飞秒激光处理后的工件浸没入高压釜中的水热溶液中，密闭、150～200℃下保温15～25h，得到表面负载掺镁羟基磷灰石涂层的ti-15zr材料；
9、其中，水热溶液的组成为：0.1～0.3mol/l mgcl2·6h2o+0.1mol/l0.05～0.15mol/l naoh的水热溶液；
10、所述的方法得到的具有负载掺镁羟基磷灰石涂层的ti-15zr合金的应用，用于促成骨方面的应用，加速骨缺损的修复和再生。
11、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
12、1、本专利技术方法使ti-15zr材料的亲水性很大提升，相比于ti-15zr合金接触角减小了79％，相比于fti-15zr合金接触角减小了10％；
13、2、本专利技术方法使ti-15zr材料的血液相容性得到很大提升；相比于ti-15zr合金溶血率减小了43％，相比于fti-15zr合金溶血率减小了61％；
14、3、本专利技术方法使ti-15zr材料细胞生物学性能很大提升；相比于ti-15zr合金，fti-15zr、0.1mg-ha、0.3mg-ha、0.2mg-ha样品的细胞增殖性能显著提高；涂层组中0.1mg-ha的细胞存活率最高为185％，相比于ti-15zr合金提高了172％，相比于fti-15zr合金提高了85％；
15、4、本专利技术在飞秒激光处理后的微纳米结构表面添加一层通过在羟基磷灰石(ha)中掺入镁离子(mg2+)改性的生物活性掺镁羟基磷灰石(mg-ha)涂层，以促进骨细胞的生长和附着；该涂层大幅度提升了其促成骨性能。
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1.一种通过飞秒激光负载掺镁羟基磷灰石涂层处理的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种通过飞秒激光负载掺镁羟基磷灰石涂层处理的方法，其特征在于：所述第一步中退火处理的温度为900～1000℃，所述退火处理的时间为4-5小时。
3.根据权利要求2所述的一种通过飞秒激光负载掺镁羟基磷灰石涂层处理的方法，其特征在于：所述第二步中Ti-15Zr合金按照5～15mm×5～15mm×1～3mm的尺寸进行线切割。
4.根据权利要求3所述的一种通过飞秒激光负载掺镁羟基磷灰石涂层处理的方法，其特征在于：所述第三步中抛光完成后的锆合金需要浸入酒精进行超声波清洗10～20min，烘干待用。
5.根据权利要求4所述的一种通过飞秒激光负载掺镁羟基磷灰石涂层处理的方法，其特征在于：所述第四步中设备为型号为Satsuma的Amplitude激光器。
6.根据权利要求5所述的一种通过飞秒激光负载掺镁羟基磷灰石涂层处理的方法，其特征在于：所述第四步中飞秒激光的操作参数为：扫描速度为90～110mm/s，频率为35～45kHz，
7.根据权利要求6所述的一种通过飞秒激光负载掺镁羟基磷灰石涂层处理的方法，其特征在于：所述第五步中水热溶液的组成为：0.1～0.3mol/LMgCl2·6H2O+0.1mol/L0.05～0.15mol/L NaOH的水热溶液。
...【技术特征摘要】
1.一种通过飞秒激光负载掺镁羟基磷灰石涂层处理的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种通过飞秒激光负载掺镁羟基磷灰石涂层处理的方法，其特征在于：所述第一步中退火处理的温度为900～1000℃，所述退火处理的时间为4-5小时。
3.根据权利要求2所述的一种通过飞秒激光负载掺镁羟基磷灰石涂层处理的方法，其特征在于：所述第二步中ti-15zr合金按照5～15mm×5～15mm×1～3mm的尺寸进行线切割。
4.根据权利要求3所述的一种通过飞秒激光负载掺镁羟基磷灰石涂层处理的方法，其特征在于：所述第三步中抛光完成后的锆合金需要浸入酒精进行超声波清洗10～20min，烘干待用。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：施洋洋，董子瑜，夏超群，宋天朔，吴鑫雨，席东升，杨泰，李强，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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