一种亚稳β钛合金智能系统材料及其制备方法和应用技术方案

本发明专利技术公开了一种亚稳β钛合金智能系统材料及其制备方法和应用，涉及硬组织修复材料技术领域。本发明专利技术亚稳β钛合金智能系统材料以亚稳β型钛合金为基体，在所述基体上负载载银黑磷纳米片以及聚多巴胺。本发明专利技术智能系统材料同时具备三种协同功能：黑磷纳米片提供磷元素，促进骨修复的过程，同时具有优异的光热转换效率，结合活性氧(ROS)的氧化应激反应，可进行肿瘤细胞的消融，纳米银粒子不仅提供抗菌Ag

【技术实现步骤摘要】
一种亚稳
β
钛合金智能系统材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及硬组织修复材料
，特别是涉及一种亚稳β钛合金智能系统材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]亚稳β型钛合金具有生物相容性佳、弹性模量低、耐腐蚀性强、强度高等特性，可作为硬组织植入/修复材料，尤其是在口腔种植、自体骨移植方面的治疗。随着临床需求的多功能化，亚稳β型钛合金材料本身不具有增强缺损区骨矿化能力、抑制肿瘤及抑菌功能等缺陷逐渐暴露出来，这就导致材料植入人体后，骨组织愈合缓慢，随着恶性肿瘤及细菌的不断侵袭，易造成植入手术失效，严重威胁病患的身心健康。因此，如何赋予亚稳β型钛合金体系多功能化以满足临床需求出现的难题，成为硬组织修复材料的研究热点之一。
[0003]肿瘤被称为万疾之王，在临床上常采用手术、化疗和放疗等方法进行治疗，然而，由于实体肿瘤的不完全切除以及循环肿瘤细胞的残留，这些模式的治疗效果达不到预期；同时，这种治疗需要频繁注射化疗药物使宿主产生耐药性，且药物传输系统难以精确控制药物长效释放速率。基于上述现象，学者们已开展多种类型外部刺激的研究[N.M.Salkho,R.Z.Turki,O.Guessoum,A.M.Martins,R.F.Vitor,G.A.Husseini,Liposomes as a promising ultrasound
‑
triggered drug delivery system in cancer treatment,Curr.Mol.Med.17(2017)668
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688.]，包括电场、磁场、光、超声和机械应变来远程触发药物的智能释放[N.Rahoui,B.Jiang,N.Taloub,Y.D.Huang,Spatio
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temporal control strategy of drug delivery systems based nano structures,J.Contr.Release 255(2017)176
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201.]，其中红光/近红外光响应具有组织穿透深度深、对生物体干扰小、组织损伤低等优点，在生物医学研究领域倍受关注。
[0004]因此，构建一种具有pH、近红外光响应药物传输智能系统，同时具有增强缺损区骨矿化能力、抑制肿瘤及抑菌的多功能化的合金体系，将对植入性医疗器械的发展具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0005]为解决现有硬组织修复金属材料临床功能单一的问题，本专利技术提供一种亚稳β钛合金智能系统材料及其制备方法和应用，使硬组织修复材料在增强缺损区骨矿化能力、抑制肿瘤以及抑菌的同时，具有pH、近红外光响应功能，成为一种智能系统材料。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术技术方案之一，一种亚稳β钛合金智能系统材料，以亚稳β型钛合金为基体，在所述基体上负载载银黑磷纳米片(Ag/BP
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nanosheets)以及聚多巴胺。
[0008]进一步地，所述载银黑磷纳米片的负载量为10
‑
30ug；所述聚多巴胺在基体表面形成涂层，聚多巴胺的负载方式为：将4
‑
6mg/mL的聚多巴胺溶液滴涂在基体表面至覆盖基体表面，所述聚多巴胺溶液的滴涂量为0.02
‑
0.04mL/cm2。
[0009]进一步地，所述亚稳β型钛合金为Ti
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12Mo
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10Zr或Ti
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12Mo。
[0010]本专利技术发现Ti
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12Mo
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10Zr经阳极氧化处理后可以形成“松针丝状”与“纳米管”的复合结构，Ti
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12Mo经阳极氧化处理后可以形成“纳米管”结构，亚稳β型钛合金的构成对阳极氧化形成的表面结构有很大影响，因此，本专利技术优选的限定亚稳β型钛合金为Ti
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12Mo
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10Zr或Ti
‑
12Mo。
[0011]进一步地，所述载银黑磷纳米片的制备方法包括以下步骤：
[0012]将黑磷粉末加入到有机溶剂中，依次进行超声处理，两次离心处理，加入银盐溶液，超声处理，得到载银黑磷纳米片溶液；
[0013]第一次离心处理取上清液，第二次离心处理取沉淀。
[0014]进一步地，所述有机溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮；所述黑磷粉末与所述有机溶剂的用量比为1mg:1mL；
[0015]所述超声具体为：功率600W，超声时间开5s、关5s，总时间90min；
[0016]所述离心具体为：第一次离心速率4000
‑
6000r/min，时间45
‑
60min，第二次离心速率10000
‑
12000r/min，时间45
‑
60min。
[0017]本专利技术技术方案之二，上述亚稳β钛合金智能系统材料的制备方法，包括以下步骤：
[0018]采用阳极氧化法对亚稳β型钛合金进行氧化处理，得到氧化钛合金；
[0019]将黑磷粉末加入到有机溶剂中，依次进行超声处理，两次离心处理，加入银盐溶液，超声处理，得到载银黑磷纳米片溶液；其中，第一次离心处理取上清液，第二次离心处理取沉淀；
[0020]将所述载银黑磷纳米片溶液滴涂在所述氧化钛合金表面上，干燥，得到负载载银黑磷纳米片的钛合金；
[0021]将聚多巴胺溶液滴涂在所述负载载银黑磷纳米片的钛合金表面上，干燥，得到所述亚稳β钛合金智能系统材料。
[0022]进一步地，所述亚稳β型钛合金在进行氧化处理前还包括用400
‑
2000目砂纸打磨、超声清洗、干燥的步骤。
[0023]进一步地，所述阳极氧化法具体参数为：电压30
‑
60V，电解液0.5％wt NH4F+10％vol去离子水+90％vol乙二醇，氧化时间60
‑
90min。
[0024]阳极氧化时间、电压以及电解液的配比均对表面形貌具有较大影响，反应条件改变则会影响亚稳β型钛合金结构的改变以至导致最后功能的破坏。
[0025]进一步地，所述有机溶剂为N
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甲基吡咯烷酮；
[0026]所述超声具体为：功率600W，超声时间开5s、关5s，总时间90min；
[0027]所述离心具体为：第一次离心速率4000
‑
6000r/min，时间45
‑
60min，第二次离心速率10000
‑
12000r/min，时间45
‑
60min。
[0028]黑磷纳米片的超声分散功率、时间，离心的转速、时间等均有较大影响，反应条件改变则会影响结构的改变以至最后功能的破坏。
[0029]进一步地，通过滴涂的方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亚稳β钛合金智能系统材料，其特征在于，以亚稳β型钛合金为基体，在所述基体上负载载银黑磷纳米片以及聚多巴胺。2.根据权利要求1所述的一种亚稳β钛合金智能系统材料，其特征在于，所述载银黑磷纳米片的负载量为10
‑
30μg；所述聚多巴胺在基体表面形成涂层，聚多巴胺的负载方式为：将4
‑
6mg/mL的聚多巴胺溶液滴涂在基体表面至覆盖基体表面，所述聚多巴胺溶液的滴涂量为0.02
‑
0.04mL/cm2。3.根据权利要求1所述的一种亚稳β钛合金智能系统材料，其特征在于，所述亚稳β型钛合金为Ti
‑
12Mo
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10Zr或Ti
‑
12Mo。4.根据权利要求1所述的一种亚稳β钛合金智能系统材料，其特征在于，所述载银黑磷纳米片的制备方法包括以下步骤：将黑磷粉末加入到有机溶剂中，依次进行超声处理，两次离心处理，加入银盐溶液，超声处理，得到载银黑磷纳米片溶液；第一次离心处理取上清液，第二次离心处理取沉淀。5.根据权利要求1所述的一种亚稳β钛合金智能系统材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用阳极氧化法对亚稳β型钛合金进行氧化处理，得到氧化钛合金；将黑磷粉末加入到有机溶剂中，依次进行超声处理，两次离心处理，加入银盐溶液，超声处理，得到载银黑磷纳米片溶液；其中，第一次离心处理取上清液，第二次离心处理取沉淀；将所述载银黑磷纳米片溶液滴涂在所述氧化钛合金表面上，干燥，得到负载载银黑磷纳米片的钛合金；将聚多巴胺溶液滴涂在所述负...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志君，袁德林，沈宝龙，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：