專利名稱：一種具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)用鈦及鈦合金表面納米生物涂層技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著人口老齡化的加快，骨質(zhì)疏松性骨折逐年增加，同時(shí)骨髓炎、骨關(guān)節(jié)炎以及工傷、交通事故引起的骨缺損和骨折等在也呈逐年上升的趨勢(shì)，硬組織植入材料在臨床中需求量以每年10-15%的速度高速增長(zhǎng)(K. A. Hing, Bone repair in thetwenty-first century: biology, chemistry or engineering, Phil. Trans. R. Soc.Lond. A 2004,362, 2821-2850.)。該領(lǐng)域研究所具有的深遠(yuǎn)社會(huì)影響和巨大經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的。鈦及其合金是臨床中廣泛使用的骨組織修復(fù)和替代材料(X. Y. Liu, P. K. Chu,C. X. Ding, Surface modification of titanium, titanium alloys, and relatedmaterials for biomedical application, Mater. Sci. Eng. R 2004, 47, 49)。才目I匕于不銹鋼(189-205GPa)和Co-Cr合金(230GPa)，鈦及鈦合金的彈性模量(105_117GPa)更接近于人骨(3-20GPa)，有利于降低植入體與人骨界面的應(yīng)力屏蔽，防止周圍骨品質(zhì)的惡化和假體的松動(dòng)。同時(shí)鈦無(wú)毒性，具有良好的抗腐蝕性能和生物相容性。因而在骨折固定器(骨板、骨釘)、人工關(guān)節(jié)(骨關(guān)節(jié)柄、髖關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)假體、膝關(guān)節(jié)股骨、肩關(guān)節(jié)等)等骨科以及牙齒植體等牙科臨床中得到了廣泛應(yīng)用。而目前醫(yī)用鈦植入體材料在臨床使用過(guò)程中，細(xì)菌感染問(wèn)題是導(dǎo)致植入手術(shù)失敗的主要原因之一。因此，如何提高鈦植入體材料的抗細(xì)菌感染的能力成為目前亟待解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在改善現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種可提高鈦植入體材料抗細(xì)菌感染能力的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法和應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料，其特征在于，它包括含鈦金屬基底，以及在所述含鈦金屬基底表面設(shè)置的納米管生物涂層，所述納米管生物涂層可緩釋微量元素Sr、Mg、或Zn中的一種或者任意兩種以上的混合?！N具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟
1)將打磨和拋光后的含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化；
2)將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T500°C的溫度下熱處理f3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥；3)將干燥后的含鈦金屬片置于氫氧化鍶、乙酸鍶、乙酸鋅、或乙酸鎂中的一種或者任意兩種以上的混合溶液中，在10(T30(TC條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5^12h,自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f 3h，即得到具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料。上述方案中，所述步驟I)中陽(yáng)極氧化的電壓為5飛0V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5飛小時(shí)，電解液為O. I O. 5 wt%的氟化物、I 5 wt%的H2O, Γ5 wt%的CH3OH和90 97· 5 wt%的乙二醇的混合溶液。上述方案中，所述的氟化物為KF、NaF, NH4F、或HF中的一種或者任意兩種以上的混合。上述方案中，所述的含鈦金屬片的鈦含量為5(T99. 99wt%0上述方案中，所述步驟I)中的拋光是先將打磨后的含鈦金屬片分別用乙醇、丙酮·和蒸餾水先后進(jìn)行超聲清洗，再在HF =HNO3 =H2O的體積比為I : (2飛)(4^7)的溶液中進(jìn)行化學(xué)拋光，化學(xué)拋光的時(shí)間為3 IOmin ;然后用蒸餾水清洗，用氮?dú)獯蹈?。上述方案中，所述步驟2)中的熱處理是將含鈦金屬片置于烘箱內(nèi)，在空氣中進(jìn)行；所述的超聲清洗是依次在甲醇與水的混合溶液和蒸餾水的溶液中超聲清洗5min。上述方案中，所述步驟3)中的氫氧化鍶溶液的濃度為O. 005、. 025 mol/L,乙酸鍶溶液的濃度為O. θΓθ. 4 mol/L、乙酸鋅溶液的濃度為O. θΓθ. 6 mol/L、乙酸鎂溶液的濃度為 0. θΓθ. 6 mol/L。上述具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的制備方法所制備得到的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料。一種具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料在生物硬組織修復(fù)中的應(yīng)用。本發(fā)明的原理如下
I. Sr.Zn.Mg是骨組織的必需微量元素，同時(shí)Sr元素能夠抑制骨轉(zhuǎn)換，促進(jìn)骨生成，并能促進(jìn)成骨細(xì)胞復(fù)制，分化及骨基質(zhì)礦化，能有效的治療骨質(zhì)疏松癥；Zn可促進(jìn)骨細(xì)胞分化標(biāo)志性酶，堿性磷酸酶的輔基活性，促進(jìn)成骨分化，加速骨組織生長(zhǎng)，促進(jìn)骨組織愈合，適量的鋅在促進(jìn)骨細(xì)胞生長(zhǎng)的同時(shí)，也具有良好的抗菌性能;Mg能促進(jìn)骨組織細(xì)胞的形成，促進(jìn)堿性磷酸酶活性，并促進(jìn)維生素D羥化過(guò)程，這樣便促進(jìn)了對(duì)鈣的吸收的能力，促進(jìn)骨組織愈合?？傊?，Sr、Zn、Mg微量元素能不同程度的促進(jìn)骨細(xì)胞的生物活性，加速骨組生長(zhǎng)、織愈。因此，將Sr、Zn、Mg微量元素引入到鈦植入體中，其釋放出來(lái)的Sr、Zn、Mg微量元素必將提高鈦植入體材料的抗細(xì)菌感染的能力。2.本發(fā)明以陽(yáng)極氧化在鈦基底上制備的二氧化鈦納米管為模板，在氫氧化鍶或者乙酸鍶，乙酸鋅，乙酸鎂的溶液中，通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱的方法，在含鈦金屬片表面分別得到具有微量元素(Sr，Mg，Zn)緩釋功能的納米管生物涂層，通過(guò)簡(jiǎn)易的控制水熱的溫度和時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)微量元素(Sr，Mg，Zn)在納米管上的負(fù)載量的可控制備。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果
I、本發(fā)明在含鈦金屬基底上制備的一類具有微量元素(Sr，Mg，Zn)緩釋功能的納米管生物涂層，其長(zhǎng)久地釋放微量元素，同時(shí)和納米管的雙重作用，能增強(qiáng)骨愈合和骨整合的能力，使醫(yī)用鈦植入體表面獲得良好的生物活性，增強(qiáng)抗細(xì)菌感染的能力，提高鈦植入材料手術(shù)的成功率，因此在鈦植入體材料中具有潛在的應(yīng)用前景。2、本發(fā)明在含鈦金屬基底上制備的一類具有微量元素緩釋功能的納米管生物涂層，以TiO2納米管為模板，可簡(jiǎn)單的通過(guò)控制水熱反應(yīng)的溫度和時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了微量元素在納米管中含量的可控，實(shí)現(xiàn)微量元素緩釋的可控調(diào)節(jié)，并能通過(guò)簡(jiǎn)單的控制電化學(xué)陽(yáng)極氧化的條件來(lái)控制TiO2納米管的形貌，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)具有微量元素緩釋功能的納米管生物涂層形貌的可控調(diào)節(jié)，使其擁有最佳的生物活性。3、本發(fā)明在含鈦金屬基底上制備的一類具有微量元素緩釋功能的納米管生物涂層，采用電化學(xué)陽(yáng)極氧化和水熱法，并在8(T30(TC較低溫度下制備而得到，其工藝條件簡(jiǎn)單，成本低。4、本發(fā)明充分利用了二氧化鈦納米管中含有大量較高活性的鈦的亞氧化物，及在納米管內(nèi)部反應(yīng)活性高的特點(diǎn)，因此可在溫和的水熱溶液中，及較低的水熱反應(yīng)溫度下制備得到一類具有微量元素緩釋功能的納米管生物涂層。5.本發(fā)明制備的具有微量元素緩釋功能的鈦合金作為植入體材料，既具有接近人骨的彈性模量，與人體關(guān)節(jié)在力學(xué)上形成良好的匹配，還能夠在植入之后長(zhǎng)期緩釋多種有益的微量元素，提高鈦植入體材料的抗細(xì)菌感染的能力，促進(jìn)骨細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和骨組織的愈合。因此，本發(fā)明開(kāi)辟了一條合成一類具有微量元素緩釋功能的納米管生物涂層的新路線，其方法簡(jiǎn)單可靠，實(shí)現(xiàn)了對(duì)具有微量元素緩釋功能的納米管生物涂層形貌的可控調(diào)節(jié)，及微量元素在納米管中含量的可控調(diào)節(jié)，可大大提高鈦植入體材料手術(shù)的成功率，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。


圖I是實(shí)施例I所制備的具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的掃描電鏡照片；
圖2為實(shí)施例I所制備得到的具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的X射線衍射圖譜；
圖3是實(shí)施例13所制備得到的具有微量元素Zn緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的掃描電鏡照片；
圖4為實(shí)施例13所制備得到的具有微量元素Zn緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的X射線衍射圖譜；
圖5為實(shí)施例19中所制備得到的具有微量元素Mg緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的掃描電鏡照片；
圖6為實(shí)施例19中所制備得到的具有微量元素Mg緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的特征X射線能譜 圖7為實(shí)施例I和實(shí)施例13所制備的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的緩釋曲線；
圖8為實(shí)施例I和實(shí)施例13所制備的具有微量元素Sr(NT-Sr)和Zn(NT-Zn)緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的納米管生物涂層、TiO2納米管(NT)涂層與金屬鈦(Ti)的細(xì)胞增殖圖；·圖9為實(shí)施例I和實(shí)施例13所制備的具有微量元素Sr(NT-Sr)和Zn(NT-Zn)緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的納米管生物涂層、TiO2納米管涂層與金屬鈦的堿性磷酸酶(ALP)活性對(duì)比 圖10為實(shí)施例13所制備的具有微量元素Zn緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的納米管生物涂層對(duì)其表面粘附細(xì)菌的抗菌性率-時(shí)間圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做了進(jìn)一步說(shuō)明。以下實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。為避免重復(fù)，先將本具體實(shí)施方式
所涉及到的含鈦金屬片的拋光工藝統(tǒng)一描述如下，以下具體實(shí)施例中不再贅述
含鈦金屬片的鈦含量為50 99. 99wt%。 拋光是先將打磨后的含鈦金屬片分別用乙醇、丙酮和蒸餾水先后進(jìn)行超聲清洗，再在HF =HNO3 =H2O的體積比為I : (2 5) (4^7)的溶液中進(jìn)行化學(xué)拋光，化學(xué)拋光的時(shí)間為3 IOmin ;然后用蒸懼水清洗,用氮?dú)獯蹈?。電解液為O. Γ0. 5 wt% 的氟化物、I 5 wt% 的 H2O, I 5 wt% 的 CH3OH和 90 97· 5 wt%的乙二醇的混合溶液。所述的氟化物為KF、NaF、NH4F、或HF中的一種或者任意兩種以上的混合。超聲清洗是將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片從電解液中取出置于烘箱內(nèi)，在空氣中于100^5000c的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，冷卻后取出，依次在甲醇與水的混合溶液和蒸餾水的溶液中超聲清洗5min。實(shí)施例I
一種具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為4(T60V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T30(TC的溫度下熱處理r3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 005、. 015 mol/L的氫氧化鍶溶液中，在10(Γ200 條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5^3h,自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Sr緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Sr (如圖7所示)，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化(如圖8，9所示)，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，能有效的提高抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例2
一種具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為4(T60V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在20(T50(TC的溫度下熱處理f3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 015、. 025 mol/L的氫氧化鍶溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)l 6h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Sr緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Sr，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，能有效的提高抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例3
一種具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為2(T40V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T30(TC的溫度下熱處理r3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 005、. 015 mol/L的氫氧化鍶溶液中，在10(T20(TC條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5^3h,自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Sr緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Sr，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，能有效的提高抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例4
一種具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為2(T40V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在20(T50(TC的溫度下熱處理f3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 015、. 025 mol/L的氫氧化鍶溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)l 6h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Sr緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Sr，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，能有效的提高抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例5
一種具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為5 20V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5飛小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T30(TC的溫度下熱處理r3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 005、. 015 mol/L的氫氧化鍶溶液中，在·10(T20(TC條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5^3h,自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Sr緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Sr，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，能有效的提高抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例6
一種具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為5 20V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5飛小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在20(T50(TC的溫度下熱處理r3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 015、. 025 mol/L的氫氧化鍶溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)l 6h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Sr緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Sr，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，能有效的提高抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例7
一種具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為4(T60V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T20(TC的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 0Γ0. 2 mol/L的乙酸鍶溶液中，在10(T20(TC條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5飛h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Sr緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Sr，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，能有效的提高抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。 實(shí)施例8
一種具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為4(T60V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在15(T30(TC的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. Γ0. 4 mol/L的乙酸鍶溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)3 12h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Sr緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Sr，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，能有效的提高抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例9
一種具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為2(T40V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T20(TC的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 0Γ0. 2 mol/L的乙酸鍶溶液中，在10(T20(TC條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)0. 5飛h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Sr緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Sr，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，能有效的提高抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例10
一種具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為2(T40V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為0. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在15(T30(TC的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于0. Γ0. 4 mol/L的乙酸鍶溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)3 12h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Sr緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Sr，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，能有效的提高抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例11
一種具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為5 20V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5飛小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T200°C的溫度下熱處理f3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 0Γ0. 2 mol/L 的乙酸鍶溶液中，在10(T20(TC條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5飛h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Sr緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Sr，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，能有效的提高抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例12
一種具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為5 20V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5飛小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在15(T300°C的溫度下熱處理f3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. Γ0. 4 mol/L的乙酸鍶溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)Tl2h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Sr緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Sr，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，能有效的提高抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例13
一種具有微量元素Zn緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為4(T60V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T20(TC的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 0Γ0. 2 mol/L的乙酸鋅溶液中，在10(T20(TC條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)3 12h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f 3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Zn緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Zn (如圖，7所示)，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化(如圖8、9所示)，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，同時(shí)釋放的Zn具有良好的抗菌性能(如圖10所示)，兩者雙重作用能有效的改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例14
一種具有微量元素Zn緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為4(T60V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為0. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在15(T30(TC的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. Γ0.6 mol/L的乙酸鋅溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5飛h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Zn緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Zn，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，，同時(shí)釋放的Zn具有良好的抗菌性能，兩者雙重作用能有效的改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例15
一種具有微量元素Zn緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為2(T40V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T20(TC的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 0Γ0. 2 mol/L的乙酸鋅溶液中，在10(T20(TC條件下于密閉容器中水熱反應(yīng):Tl2h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Zn緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Zn，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活 性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，，同時(shí)釋放的Zn具有良好的抗菌性能，兩者雙重作用能有效的改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例16
一種具有微量元素Zn緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為2(T40V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在15(T30(TC的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. Γ0.6 mol/L的乙酸鋅溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5飛h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Zn緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Zn，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，，同時(shí)釋放的Zn具有良好的抗菌性能，兩者雙重作用能有效的改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例17
一種具有微量元素Zn緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為5 20V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為0. 5飛小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T200°C的溫度下熱處理f3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于0. 0Γ0. 2 mol/L的乙酸鋅溶液中，在10(T20(TC條件下于密閉容器中水熱反應(yīng):Tl2h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Zn緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Zn，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，，同時(shí)釋放的Zn具有良好的抗菌性能，兩者雙重作用能有效的改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例18
一種具有微量元素Zn緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為5 20V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5飛小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在15(T300°C的溫度下熱處理f3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. Γ0. 6 mol/L的乙酸鋅溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5飛h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Zn緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Zn，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，，同時(shí)釋放的Zn具有良好的抗菌性能，兩者雙重作用能有效的改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例19
一種具有微量元素Mg緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為4(T60V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T200°C的溫度下熱處理f3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 01、. 2 mol/L的乙酸鎂溶液中，在10(T20(TC·條件下于密閉容器中水熱反應(yīng):Tl2h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f 3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Mg緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Mg，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例20
一種具有微量元素Mg緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為4(T60V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在15(T30(TC的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. Γ0. 6 mol/L的乙酸鎂溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5飛h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Mg緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Mg，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例21
一種具有微量元素Mg緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為2(T40V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T20(TC的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 0Γ0. 2 mol/L的乙酸鎂溶液中，在10(T20(TC條件下于密閉容器中水熱反應(yīng):Tl2h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f 3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Mg緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Mg，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例22
一種具有微量元素Mg緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為2(T40V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為
O.5^4小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在15(T30(TC的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. Γ0. 6 mol/L的乙酸鎂溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5飛h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f 3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Mg緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量 元素Mg，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例23
一種具有微量元素Mg緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為5 20V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為
O.5飛小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T200°C的溫度下熱處理f3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 01、. 2 mol/L的乙酸鎂溶液中，在10(T20(TC條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)3 12h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f 3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Mg緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Mg，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例24
一種具有微量元素Mg緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為2(T40V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為
O.5飛小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在15(T30(TC的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. Γ0. 6 mol/L的乙酸鎂溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5飛h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Mg緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Mg，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例25
一種具有微量元素Mg和Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為2(T40V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5飛小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在15(T300°C的溫度下熱處理f3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. θΓθ. 2 mol/L的乙酸鎂和0. 01 0. 2mol/L的乙酸鍶混合溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)0.5飛h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f 3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Mg和Sr緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Mg和Sr，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。實(shí)施例26一種具有微量元素Mg、Sr和Zn緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法。將含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，陽(yáng)極氧化的電壓為2(T40V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5飛小時(shí)；再將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在15(T300°C的溫度下熱處理f 3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥然后置于O. 0Γ0. 2 mol/L的乙酸鎂、O. 01
O.2mol/L的乙酸鍶和O. 01 O. 2mol/L的乙酸鋅混合溶液中，在15(T300°C條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5飛h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550 1的溫度下熱處理l 3h，在含鈦金屬片表面得到一類具有微量元素Mg、Sr和Zn緩釋功能的納米管生物涂層，其持續(xù)釋放微量元素Mg、Sr和Zn，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖及細(xì)胞分化，提高了鈦植入體表面的生物活性，大大提高了其骨整合和愈合的能力，改善鈦植入體的抗細(xì)菌的感染能力，增加其手術(shù)的成功率。 本具體實(shí)施方式
以TiO2納米管為模板，利用納米管內(nèi)Ti的亞氧化物及管內(nèi)高的活性來(lái)降低反應(yīng)溫度，實(shí)現(xiàn)了在較低溫度下低成本的在Ti基底上制備了一種具有微量元 素緩釋功能的納米管生物涂層。圖I為實(shí)施例I所制備得到的具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的掃描電鏡照片，圖2為實(shí)施例I所制備得到的具有微量元素Sr緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的X射線衍射圖譜。圖3為實(shí)施例13所制備得到的具有微量元素Zn緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的掃描電鏡照片。圖4為實(shí)施例13所制備得到的具有微量元素Zn緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的X射線衍射圖譜。圖5為實(shí)施例19中所制備得到的具有微量元素Mg緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的掃描電鏡照片，圖6為實(shí)施例19中所制備得到的具有微量元素Mg緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的特征X射線能譜圖。圖I、圖3、及圖5表明，通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱反應(yīng)，我們可以制備一類具有微量元素緩釋功能的納米管生物涂層，其納米管形貌保持良好。圖7為實(shí)施例I和實(shí)施例13所制備的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的緩釋曲線，表明其制備的納米管生物涂層能持續(xù)的釋放微量元素Sr和Zn。圖8為實(shí)施例I和實(shí)施例13所制備的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的納米管生物涂層表面細(xì)胞增殖的情況，說(shuō)明具有微量元素Sr緩釋功能的納米管生物涂層釋放的微量元素Sr，能一定程度促進(jìn)細(xì)胞增殖，而具有微量元素Zn緩釋功能的納米管生物涂層釋放的微量元素Zn，對(duì)細(xì)胞增殖影響不大。圖9為實(shí)施例I和實(shí)施例13所制備的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的納米管生物涂層堿性磷酸酶(ALP)活性對(duì)比圖，說(shuō)明其納米管生物涂層釋放微量元素Sr和Zn，能一定程度的促進(jìn)相關(guān)成骨基因的表達(dá)。圖10為實(shí)施例13所制備的具有微量元素Zn緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的納米管生物涂層對(duì)其表面粘附細(xì)菌的抗菌率，其結(jié)果表明具有微量元素Zn緩釋功能的納米管生物涂層具有良好的抗菌性能，并在一周內(nèi)能維持較高的抗菌率。本具體實(shí)施方式
與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下積極效果
I、本發(fā)明在含鈦金屬基底上制備的一類具有微量元素(Sr，Mg，Zn)緩釋功能的納米管生物涂層，能發(fā)揮微量元素和納米管的雙重作用，使醫(yī)用鈦植入體表面獲得良好的生物活性，因此在鈦植入體材料中具有潛在的應(yīng)用前景。而目前關(guān)于在含鈦金屬基底上制備具有微量元素緩釋功能的的納米管生物涂層尚無(wú)報(bào)道。2、本發(fā)明在含鈦金屬基底上制備的一類具有微量元素緩釋功能的納米管生物涂層，以TiO2納米管為模板，可簡(jiǎn)單的通過(guò)控制水熱反應(yīng)的溫度和時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了微量元素在納米管中含量的可控，并能通過(guò)簡(jiǎn)單的控制電化學(xué)陽(yáng)極氧化的條件來(lái)控制TiO2納米管的形貌，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)具有微量元素緩釋功能的納米管生物涂層形貌的可控調(diào)節(jié)，使其擁有最佳的生物活性。3、本發(fā)明在含鈦金屬基底上制備的一類具有微量元素緩釋功能的納米管生物涂層，采用水熱法在8(T30(TC較低溫度下制備而得到，其工藝條件簡(jiǎn)單，成本低。4、本發(fā)明充分利用了二氧化鈦納米管中含有大量較高活性的鈦的亞氧化物，及在納米管內(nèi)部反應(yīng)活性高的特點(diǎn)，因此可在溫和的水熱溶液中，及較低的水熱反應(yīng)溫度下制備得到一類具有微量元素緩釋功能的納米管生物涂層。因此，本發(fā)明開(kāi)辟了一條合成一類具有微量元素緩釋功能的納米管生物涂層的新路線，其方法簡(jiǎn)單可靠，實(shí)現(xiàn)了對(duì)具有微量元素緩釋功能的納米管生物涂層形貌的可控調(diào)節(jié)，及微量元素在納米管中含量的可控調(diào)節(jié)。而且，這類具有微量元素緩釋功能的納米管生 物涂層，能長(zhǎng)久地緩釋微量元素(Sr、Zn、Mg)，與納米管雙重，有效的改善鈦植入體材料的生物活性，提高其抗細(xì)菌感染的能力，這樣便能大大提高鈦植入體材料手術(shù)的成功率，在鈦植入體材料中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值及經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料，其特征在于，它包括含鈦金屬基底，以及在所述含鈦金屬基底表面設(shè)置的納米管生物涂層，所述納米管生物涂層可緩釋微量元素Sr、Mg、或Zn中的一種或者任意兩種以上的混合。
2.一種具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟 1)將打磨和拋光后的含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化； 2)將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在10(T500°C的溫度下熱處理f3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥； 3)將干燥后的含鈦金屬片置于氫氧化鍶、乙酸鍶、乙酸鋅、或乙酸鎂中的一種或者任意兩種以上的混合溶液中，在10(T30(TC條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)O. 5^12h,自然冷卻， 取出清洗干燥后在450-550°C的溫度下熱處理f 3h，即得到具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中陽(yáng)極氧化的電壓為5 60V，陽(yáng)極氧化的時(shí)間為O. 5飛小時(shí)，電解液為O. I O. 5 wt%的氟化物、I 5 wt%的H2O, Γ5 wt%的CH3OH和90 97· 5 wt%的乙二醇的混合溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的制備方法，其特征在于，所述的氟化物為KF、NaF、NH4F、或HF中的一種或者任意兩種以上的混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的制備方法，其特征在于，所述的含鈦金屬片的鈦含量為5(T99. 99wt%0
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的制備方法，其特征在于，所述步驟I)中的拋光是先將打磨后的含鈦金屬片分別用乙醇、丙酮和蒸餾水先后進(jìn)行超聲清洗，再在HF =HNO3 =H2O的體積比為I : (2飛)(4^7)的溶液中進(jìn)行化學(xué)拋光，化學(xué)拋光的時(shí)間為3 IOmin ;然后用蒸餾水清洗，用氮?dú)獯蹈伞?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中的熱處理是將含鈦金屬片置于烘箱內(nèi)，在空氣中進(jìn)行；所述的超聲清洗是依次在甲醇與水的混合溶液和蒸餾水的溶液中超聲清洗5min。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中的氫氧化鍶溶液的濃度為O. 005、. 025 mol/L,乙酸鍶溶液的濃度為O. 0Γ0. 4 mol/L、乙酸鋅溶液的濃度為O. θΓθ. 6 mol/L、乙酸鎂溶液的濃度為0.θΓθ. 6 mol/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求21項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料的制備方法所制備得到的具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料。
10.一種具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料在生物硬組織修復(fù)中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料及其制備方法和應(yīng)用。其技術(shù)方案是將打磨和拋光后的含鈦金屬片作為陽(yáng)極置入電解液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化；將陽(yáng)極氧化后的含鈦金屬片沖洗干燥后在100~500℃的溫度下熱處理1~3h小時(shí)，自然冷卻后超聲清洗干燥；將干燥后的含鈦金屬片置于氫氧化鍶、乙酸鍶、乙酸鋅、或乙酸鎂中的一種或者任意兩種以上的混合溶液中，在100~300℃條件下于密閉容器中水熱反應(yīng)0.5~12h，自然冷卻，取出清洗干燥后在450-550℃的溫度下熱處理1~3h，即得到具有微量元素緩釋功能的醫(yī)用鈦或鈦合金植入材料。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單可靠，其微量元素在納米管中的負(fù)載量及釋放量可控，能很好的促進(jìn)醫(yī)用鈦及合金表面的生物活性，在醫(yī)用植入體材料中具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C25D11/26GK102908661SQ20121042508
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者霍開(kāi)富, 陳榮生, 王海蓉, 張旭明, 付繼江 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)