條件下，對(duì)鈦片進(jìn)行I分鐘的微弧氧化處理，處理時(shí)，電解液的溫度為10°C，得到鈦酸鋅和氧化鈦的多孔復(fù)合涂層，涂層厚度為3?5微米。其表面和斷面微觀形貌SEM照片分別參閱圖1和圖2。從圖1中可以看出，涂層在形態(tài)上呈多微孔結(jié)構(gòu)且孔徑尺寸為I?5微米；由圖2可以看出，涂層的厚度為6微米左右且涂層與基體結(jié)合緊密沒(méi)有出現(xiàn)剝落，開(kāi)裂等現(xiàn)象。
[0036]實(shí)施例2
[0037]將含0.2M的(CH3COO)2Zn與0.02M的^-C3H7Na2O6P的水溶液按10:1的體積比混合后，作為電解液。以金屬鈦片為陽(yáng)極、不銹鋼為陰極，陰陽(yáng)極板的間距為8?10cm，采用直流脈沖電源，在正電壓470伏特、負(fù)電壓100伏特、頻率100赫茲、占空比26%的條件下對(duì)鈦片進(jìn)行I分鐘的微弧氧化處理，處理時(shí)，電解液的溫度為15°C，得到鈦酸鋅和氧化鈦的多孔復(fù)合涂層，涂層厚度為10?15微米。
[0038]實(shí)施例3
[0039]將含0.2M的(CH3COO)2Zn與0.02M的^-C3H7Na2O6P的水溶液按10:1的體積比混合后，作為電解液。以金屬鈦片為陽(yáng)極、不銹鋼為陰極，陰陽(yáng)極板的間距為8?10cm，采用直流脈沖電源，在正電壓530伏特、負(fù)電壓100伏特、頻率100赫茲、占空比26%的條件下對(duì)鈦片進(jìn)行I分鐘的微弧氧化處理，處理時(shí)，電解液的溫度為8°C，得到鈦酸鋅和氧化鈦的多孔復(fù)合涂層，孔徑大小為I?10微米，涂層厚度為20?25微米，涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度為27.1N。其表面和斷面微觀形貌SEM照片分別參閱圖3和圖4;其物相的構(gòu)成參閱圖5，由圖可得此涂層由金紅石和鈦酸鋅兩種主相及微量銳鈦礦組成;其劃痕試驗(yàn)的聲發(fā)射信號(hào)及劃痕形貌SEM照片參閱圖6，可得出涂層與基體結(jié)合牢固，結(jié)合強(qiáng)度在20N以上。從圖3中可以看出，類似圖1，涂層在形態(tài)上呈多微孔結(jié)構(gòu)，然而由于微弧氧化電壓的升高微孔的孔徑增至I?10微米。從圖4中可以看出，隨微弧氧化電壓的升高，涂層的厚度增大為15微米左右，涂層與基體結(jié)合緊密沒(méi)有出現(xiàn)剝落，但有微小的裂紋產(chǎn)生。
[0040]參見(jiàn)圖7，相比于對(duì)照組(圖a)，實(shí)施例1?3涂層(圖b，c，d)，表面粘附的金黃色葡萄球菌數(shù)量明顯減少，即其具有較強(qiáng)的抗金黃色葡萄球菌性能，且隨微弧氧化電壓的升高涂層的抗菌能力有所增強(qiáng)。
[0041]參見(jiàn)圖8，相比于對(duì)照組，實(shí)施例1?3涂層，表面粘附的金黃色葡萄球菌數(shù)量明顯減少，即從統(tǒng)計(jì)數(shù)量上說(shuō)明使用本發(fā)明方法制備的多孔復(fù)合涂層具有較強(qiáng)的抗金黃色葡萄球菌性能；
[0042]參見(jiàn)圖9，由圖可以看出:相比于對(duì)照組，當(dāng)微弧氧化電壓較低時(shí)(實(shí)施例1)，涂層表面的細(xì)胞活性并沒(méi)有降低反而有小幅度的升高，隨著微弧氧化電壓的升高涂層表面的細(xì)胞活性相應(yīng)有所降低(實(shí)施例2，3);
[0043]參見(jiàn)圖10，與圖9所得的結(jié)果相符:當(dāng)微弧氧化電壓較低時(shí)(實(shí)施例1)，涂層表面的細(xì)胞活性并沒(méi)有受到明顯的影響，隨著微弧氧化電壓的升高涂層表面的細(xì)胞活性相應(yīng)有所降低(實(shí)施例2，3)。
[0044]實(shí)施例4
[0045]將含OIM的(CH3COO)2Zn與0.03M的FC3H7Na2O6P的水溶液按體積比12:1混合后，作為電解液。以金屬鈦片為陽(yáng)極、不銹鋼為陰極，陰陽(yáng)極板的間距為8?10cm，采用直流脈沖電源，在正電壓300伏特、負(fù)電壓100伏特、頻率100赫茲、占空比10%的條件下對(duì)鈦片進(jìn)行5分鐘的微弧氧化處理，處理時(shí)，電解液的溫度為4°C，得到鈦酸鋅和氧化鈦的多孔復(fù)合涂層。
[0046]實(shí)施例6
[0047]將0.3M的(CH3COO)2Zn與0.0lM的FC3H7Na2O6P的水溶液按8:1的體積比混合后，作為電解液。以金屬鈦片為陽(yáng)極、不銹鋼為陰極，采用直流脈沖電源，在正電壓400伏特、負(fù)電壓100伏特、頻率100赫茲、占空比30%的條件下對(duì)鈦片進(jìn)行5分鐘的微弧氧化處理，處理時(shí)，電解液的溫度為20°C，得到鈦酸鋅和氧化鈦的多孔復(fù)合涂層。
[0048]實(shí)施例7
[0049]將含0.5M的(CH3COO)2Zn與0.06M的^-C3H7Na2O6P的水溶液按12:1的體積比混合后，作為電解液。以金屬鈦片為陽(yáng)極、不銹鋼為陰極，陰陽(yáng)極板的間距為8?10cm，采用直流脈沖電源，在正電壓530伏特、負(fù)電壓100伏特、頻率100赫茲、占空比26%的條件下對(duì)鈦片進(jìn)行5分鐘的微弧氧化處理，處理時(shí)，電解液的溫度為10°C，得到鈦酸鋅和氧化鈦的多孔復(fù)合涂層。
[0050]綜上所述，本發(fā)明通過(guò)表面改性的方法在鈦基表面制備由鈦酸鋅和氧化鈦組成的復(fù)合涂層，使鈦種植體在具有較強(qiáng)生物活性的同時(shí)具備抗菌性。該工藝采用微弧氧化技術(shù)在鈦表面制備鈦酸鋅-氧化鈦多孔復(fù)合涂層，即以含鋅的水溶液為電解液，采用脈沖電源在高電壓下對(duì)鈦進(jìn)行微弧氧化處理。得到的復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層具有如下結(jié)構(gòu)和性能特征:微弧氧化涂層由鈦酸鋅及氧化鈦組成，在形態(tài)上呈多微孔結(jié)構(gòu);涂層與基體之間無(wú)不連續(xù)界面，具有較高的膜基結(jié)合強(qiáng)度;涂層除具有優(yōu)異的抗菌性能以外還具有良好的細(xì)胞生物活性。
[0051]實(shí)施例可以列舉許多，限于篇幅，這里不在逐一列出，總之，在本發(fā)明提供的范圍內(nèi)，利用微弧氧化技術(shù)可以在鈦基體表面得到具有較高結(jié)合強(qiáng)度，并與基體之間無(wú)不連續(xù)界面的生物活性抗菌涂層。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈦表面鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層的制備方法，其特征在于，以(CH3COO)2Zn溶液和P-C3H7Na2O6P溶液的復(fù)配溶液作為電解液；以金屬鈦片為陽(yáng)極，以不銹鋼為陰極，并置于電解液中，采用微弧氧化工藝對(duì)金屬鈦片進(jìn)行處理，在鈦片表面制得鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦表面鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層的制備方法，其特征在于，所述(CH3⑶0)2Ζη溶液的濃度為0.1?0.5mol/L，0-C3H7Na2O6P溶液的濃度為0.01?0.06mol/Lo3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈦表面鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層的制備方法，其特征在于，(CH3COO)2Zn溶液和P-C3H7Na2O6P溶液的復(fù)配溶液中，(CH3COO)2Zn溶液和FC3H7Na2O6P溶液的體積比為(8?12):1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦表面鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層的制備方法，其特征在于，采用微弧氧化工藝對(duì)金屬鈦片進(jìn)行處理的具體操作為: 采用直流脈沖電源，在正電壓為300?530V，負(fù)電壓為50?100V、頻率為10Hz的條件下，對(duì)鈦片進(jìn)行I?5min的微弧氧化處理。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的鈦表面鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層的制備方法，其特征在于，微弧氧化處理時(shí)，電解液的溫度為4?20°C。6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的鈦表面鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層的制備方法，其特征在于，微弧氧化處理時(shí)，設(shè)置占空比1 %?30 %。7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的鈦表面鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層的制備方法，其特征在于，陰陽(yáng)極板的間距為8?1cm08.采用權(quán)利要求1?7中任意一項(xiàng)所述方法制得的鈦表面鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鈦表面鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層，其特征在于，所述鈦表面鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層的厚度為2?25μηι，孔徑為I?15μηι。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鈦表面鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層，其特征在于，所述鈦表面鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度大于20Ν。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鈦表面鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層的制備方法，屬于鈦基表面處理技術(shù)領(lǐng)域，以(CH3COO)2Zn溶液和β-C3H7Na2O6P溶液的復(fù)配溶液作為電解液；以金屬鈦片為陽(yáng)極，以不銹鋼為陰極，并置于電解液中，采用微弧氧化工藝對(duì)金屬鈦片進(jìn)行處理，在鈦片表面制得鈦酸鋅-氧化鈦復(fù)合抗菌涂層。該方法原料易得、操作簡(jiǎn)單、易于控制、穩(wěn)定性好；經(jīng)該方法制得的抗菌涂層具有較強(qiáng)生物活性的同時(shí)具備抗菌性，且與基體之間無(wú)不連續(xù)界面，具有較高的結(jié)合強(qiáng)度。
【IPC分類】A61L27/30, C25D9/06, A61L27/54, C25D11/26
【公開(kāi)號(hào)】CN105648497
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】憨勇, 葉晶, 王曉珊
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年1月13日