本发明专利技术涉及一种医用金属表面生物活性优良的耐蚀涂层，其涂层成分为SrO-SiO2-TiO2。本发明专利技术还涉及所述耐蚀涂层的制备方法，其包括如下步骤：(1)SrO-SiO2-TiO2溶胶的制备，和(2)涂层的涂覆、干燥和处理。本发明专利技术的涂层不含有毒元素，能显著提高医用金属表面耐蚀性和生物活性；涂层制备过程无高温热处理，避免高温热处理等损害基体金属组织和力学性能的有害影响；涂层制备不受基材形状的限制，可在形状复杂和表面多孔的基体上制备均匀的涂层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及表面处理和生物
，特别是涉及医用金属作为硬组织修复和替代材料时表面耐蚀性和生物活性涂层制备领域及其制备方法。
技术介绍
生物医用材料的研究及产业化对社会和经济发展的重大作用正日益受到各国政府、产业界和科技界的高度重视，已被许多国家列入 高技术关键新材料发展计划。医用金属材料在诸多生物材料中，由于具有较高强度和韧性，适用于修复和置换人体硬组织。金属作为人体植入材料一般要求具有足够的力学强度和抗疲劳性能；极好的耐腐蚀性能，无磁性；材料必须无毒、无致癌性与过敏反应；具有良好的光洁度；材料易于制造，价格适当。已应用于临床的医用金属材料主要有不锈钢、钴基合金和钛基合金等几大类，见非专利文献。医用金属材料属于生物惰性材料，其作为硬组织替代材料直接植入时，表面会被生物体的胶原蛋白包围，将植入体与生物骨隔离，长期植入容易引起松动，难以与生物骨形成牢固结合。植入体与生物骨形成骨结合的必要条件是植入体在生物体内，其表面要形成与骨组织类似的磷灰石。植入体表面一旦形成了与生物骨组织类似的磷灰石，生物体细胞就不能识别出它是异物，而将其视为生物骨的同类并与损伤的生物骨一起生长，在表面上快速地种植骨芽细胞，生物骨的磷灰石与植入体表面的磷灰石之间就形成了牢固的化学结合，最后与生物骨成为一体，见非专利文献。等离子喷涂羟基磷灰石是临床上常用的制备活性涂层的方法。但是，等离子喷涂在高温下进行，涂层成分和晶体结构难于控制，并且设备要求高，成本昂贵，长期植入，有松动的倾向，见非专利文献。与此同时，医用金属材料植入人体以后，材料的浸出物或腐蚀产物会直接作用于细胞合成的组蛋白、细胞构架的肌动蛋白和波形蛋白等。Ti-6A1-4V合金长期植入人体后可因磨损和腐蚀等因素而释放出具有细胞毒性的钒离子和具有神经毒性的铝离子。V被认为是对生物体有毒的元素，其在生物体内聚集在骨、肾、肝、脾等器官，其毒性效应与磷酸盐生化代谢有关，通过影响Na+、K+、Ca2+和H+的ATP酶发生作用，其毒性超过Ni和Cr，见非专利文献。Al对生物体的危害是通过铝盐在体内的蓄积而导致器官的损伤。它可以引起骨软化、贫血、神经系统功能紊乱等症，见非专利文献。NiTi合金及不锈钢中的镍是一种潜在的致敏因子，大量的临床表现已经证明，镍及其化合物会对人类产生危害，在生物体内富集还可能诱发毒性效应，发生细胞破坏和发炎反应，对生物体有致畸、致癌的危害性，见非专利文献。因此，降低医用金属的腐蚀以及金属离子的溶出是医用金属获得广泛应用的前提。溶胶-凝胶法是常用的提高医用金属表面耐蚀性的方法。用溶胶-凝胶法在NiTi表面制备的TiO2膜以及在316L不锈钢表面制备的TiO2-SiO2薄膜能有效的提高耐蚀性，见非专利文献和。然而，有研究表明，TiO2-SiO2膜没有生物活性，见非专利文献。锶(Sr)是生物体内的一种必需微量元素，化学结构和极性与钙相似，具有刺激骨基质形成，抑制骨吸收的功能，见非专利文献。本专利技术用溶胶-凝胶法制备的SrO-SiO2-TiO2新型生物活性膜通过锶的引入有效的提高膜层的生物活性，同时又兼具极高的耐腐蚀性能。非专利文献:刘江.医用金属材料的研制与应用.金属功能材料.2007;14(6) :38-42。非专利文献L. L Hench, R. J. Splinter, W. C. Allen and T. K. Greenlee.Bonding mechanisms at the interface of ceramic prosthetic materials. Journal ofBiomedical Materials Research Symposium. 1971 ；2 :117_141。非专利文献F. Li, Q. L Feng，F.Z.Cui，H. D. Li and H. Schubert. Asimple biomimetic method for calcium phosphate coating. Surface and CoatingsTechnology. 2002 ；154 :88_93。非专利文献:Β· S. Jandhyala and G. J. Horn. Physiological andpharmacological properties of vanadium. Life Sciences. 1983 ;33 :1325_1340o非专利文献D. P. Perl and A. R. Brody. Alzheimer，s disease X-ray spectrometric evidence of aluminum accumulation in neuorfibrillary·tangle-bearing neurons. Science 1980 ；208 :297_299。非专利文献:任伊宾，杨柯.医用金属材料中的镍危害.生物医学工程学杂志· 2005 ；22 :1067-1069。非专利文献:F. T. Cheng，P. Shi and H. C. Man. Anatase coating on NiTi viaa low-temperature soI-gel route for improving corrosion resistance. ScriptaMaterialia 2004 ；51 :1041_1045。非专利文献:M.Atik，P. De Lima Neto，M. A. Aegerter and L. A. Avaca.Sol-gel TiO2-SiO2 fillms as protective coatings against corrosion of 316Lstainless steel in H2SO4 solutions. Journal of Applied Electrochemistry. 1995 ；25 142-148。非专利文献:Μ· Jokinen，Μ· Patsi, H. Rahiala，Τ· Peltola，Μ· Ritala，J. B. Rosenholm. Influence of sol and surface properties on in vitro bioactivityof sol-gel-derived TiO2 and TiO2-SiO2 films deposited by dip-coating method.Journal of Biomedical Materials Research. 1998 ；42 :295_302。非专利文献S. Pors Nielsen. The biological role of strontium.Bone. 2004 ；35 :583_588。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种医用金属表面生物活性优良的耐蚀涂层，涂层成分为SrO-SiO2-TiO2，该涂层同时具有优良的生物活性和耐腐蚀性能，克服了医用金属作为惰性生物材料表面活性低的缺点，同时提高耐蚀性，降低金属离子溶出带来的风险。本专利技术还提供所述耐蚀涂层的制备方法。附图说明图I表示10SiO25Si0265Ti02涂层在316L不锈钢表面涂覆并本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种医用金属表面的耐蚀涂层，其特征在于涂层成分为SrO？SiO2？TiO2。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：魏世成，郑彩云，成艳，
申请(专利权)人：北京汇福康医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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