氮化钛涂层人工关节的制备工艺制造技术

本发明专利技术属于外科植入物技术领域，涉及一种表面氮化钛涂层人工关节假体的制备工艺。本发明专利技术在人工关节假体表面形成的氮化钛涂层，不但具有良好的生物相容性和生物活性，而且提高了假体的硬度和耐磨性能。由于人工关节假体表面氮化钛涂层通过化学反应形成，与基体化学键结合，不存在表面氮化钛涂层脱落的问题,从而使假体的术后远期效果得到保证；同时由于人工关节假体采用生物学固定，避免了骨水泥固定磨损颗粒的产生，降低了无菌性松动的发生率，延长了人工关节的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
氮化钛涂层人工关节的制备工艺
本专利技术属于外科植入物
，涉及一种人工关节表面氮化钛涂层的制备工艺。
技术介绍
人工关节置换被公认是各类终极关节疾病的首选治疗方法。然而，随着人工关节置换的数量不断增加，由这一手术产生的假体松动、下沉等并发症也随之增高，严重影响了临床疗效。]钛基金属因其密度小、强度高、比重与人体骨组织相近、并具有良好的生物相容性等优点，是目前人工关节假体的主要植入材料。但是存在生物活性差，不能诱导骨组织生长；耐磨性能差，产生的磨损颗粒容易诱发假体的无菌性松动；只能依赖机械固定与骨组织结合，无法与骨组织实现骨键合。现有技术中，主要通过HA涂层来促进骨组织长入假体，但存在许多问题:(I)涂层结晶度低，，在体液中易发生降解，使用寿命短；(2)结合强度较弱，植入后易发生剥落；(3)价格昂贵。基于以上原因，往往无法从根本上实现生物活性固定，导致假体松动下沉的发生率仍然很高，严重影响了假体的使用寿命。辉光离子渗氮，是利用辉光放电原理，把金属工件作为阴极放入通有含氮介质的负压容器中，通电后介质中的氮氢原子被电离，在阴阳极之间形成等离子区，在等离子区强电场作用下，氮和氢的正离子以高速向工件表面轰击，离子的高动能转变为热能，加热工件表面至所需温度。由于离子的轰击，工件表面产生原子溅射，因而得到净化，同时由于吸附和扩散作用，氮遂渗入工件表面。与普通的气体渗氮相比，辉光离子渗氮的特点是:(I)渗氮周期短；(2)渗氮层脆性小；(3)可节约能源和氨的消耗量；(4)对不需要渗氮的部分可屏蔽起来，实现局部渗氮；(5)离子轰击有净化表面作用，能去除工件表面钝化膜；(6)渗层厚度易于控制。氮化钛涂层是一种金黄色薄膜，具有硬度大、抗腐蚀性能性、与基体结合力强等优点，是工业上常用的耐磨陶瓷涂层材料。近年来的研究发现氮化钛涂层具有良好的组织相容性、生物活性和抗菌性能，在口腔种植牙领域已开始应用，但是到目前为止，在人工关节领域还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种在人工关节表面制备氮化钛涂层的制备工艺。本专利技术所采用的技术方案是，氮化钛涂层人工关节的制备工艺，包括以下步骤。步骤一，人工关节假体表面预处理。钛基金属人工关节假体表面进行打磨抛光，超声波清洗处理。步骤二，人工关节假体表面氮化钛涂层的制备。将打磨抛光好的人工关节假体放置在辉光离子氮化炉阴极位置，密封后抽真空至100Pa-200Pa时，接通电源开始打弧，当电压增加至40(T800V时辉光被点燃，假体表面出现辉光闪点，通入少量氨气，控制试验温度为850-950°C，调节电压和电流、使炉内气压稳定在300Pa左右进行渗氮，反应结束后，随炉冷却至室温。本专利技术具有的优点和有益效果。本专利技术所需设备和制备工艺简单，成本低廉，易于工业化生产；制备的氮化钛涂层，不但具有良好的生物相容性和生物活性，而且提高了假体的硬度和耐磨性能。由于人工关节假体表面氮化钛涂层通过化学反应形成，与基体化学键结合，不存在表面氮化钛涂层脱落的问题，从而使假体的术后远期效果得到保证；同时由于人工关节假体采用生物学固定，避免了骨水泥固定磨损颗粒的产生，降低了无菌性松动的发生率，延长了人工关节的使用寿命。【附图说明】图1是本专利技术所提供的人工关节髋关节假体股骨柄的一种结构图示意图。图中1、氮化钛涂层。【具体实施方式】步骤一，人工关节假体表面预处理。钛基金属人工关节假体的表面进行打磨抛光，超声波清洗处理。步骤二，人工关节假体表面氮化钛涂层的制备。将打磨抛光好的人工关节假体放置在辉光离子氮化炉阴极位置，密封后抽真空至100Pa-200Pa时，接通电源开始打弧，当电压增加至40(T800V时辉光被点燃，人工关节假体表面出现辉光闪点，通入少量氨气，控制试验温度为850-950°C，调节电压和电流、使炉内气压稳定在300Pa左右进行渗氮，反应结束后，随炉冷却至室温。实施例一。人工髋关节假体的氮化钛涂层制备。人工髋关节假体的股骨部分采用钛基金属制造，将其表面进行打磨抛光，超声波清洗处理后，置于辉光离子氮化炉内，保护不需要涂层的表面，将其放置在阴极位置，密封后抽真空至100Pa-200Pa时，接通电源开始打弧，当电压增加至40(T800V时辉光被点燃，试样表面出现辉光闪点，通入少量的氨气，控制试验温度为900°C，调节电压和电流、使炉内气压稳定在300Pa左右，持续时间4h，反应结束后，随炉冷却至室温。实施例二。人工髋关节假体的氮化钛涂层制备。 人工膝关节假体的胫骨部分采用钛基金属制造，将其表面进行打磨抛光，超声波清洗处理后，置于辉光离子氮化炉内，保护不需要涂层的表面，将其放置在阴极位置，密封后抽真空至100Pa-200Pa时，接通电源开始打弧，当电压增加至40(T800V时辉光被点燃，试样表面出现辉光闪点，通入少量的氨气，控制试验温度为900°C，调节电压和电流、使炉内气压稳定在300Pa左右，持续时间4h，反应结束后，随炉冷却至室温。本文档来自技高网...

【技术保护点】
氮化钛涂层人工关节的制备工艺，其特征在于，具体步骤如下：步骤一，人工关节假体表面预处理：钛基金属人工关节假体表面进行打磨抛光，超声波清洗处理；步骤二，人工关节假体表面氮化钛涂层的制备：将打磨抛光好的人工关节假体置于阴极，密封后抽真空至100Pa‑200Pa时，接通电源开始打弧，当电压增加至400~800V时辉光被点燃，试样表面出现辉光闪点，通入少量的氨气，调节电压和电流、使炉内气压稳定在300Pa左右进行渗氮，反应结束后，随炉冷却至室温。

【技术特征摘要】
1.氮化钛涂层人工关节的制备工艺，其特征在于，具体步骤如下: 步骤一，人工关节假体表面预处理: 钛基金属人工关节假体表面进行打磨抛光，超声波清洗处理； 步骤二，人工关节假体表面氮化钛涂层的制备: 将打磨抛光好的人工关节假体置于阴极，密封后抽真空至100Pa-200Pa时，接通电源开始...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵全明，
申请(专利权)人：赵全明，
类型：发明
国别省市：江苏;32