【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多孔植入体表面改性，具体涉及一种多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法和应用。
技术介绍
1、以钛合金为代表的骨科植入体因其优良的机械性能、良好的耐腐性以及优异的生物相容性，被广泛应用于骨折固定、髋关节置换术和牙科等各种骨科应用中。然而，传统实心的植入体由于弹性模量过高和促成骨能力不足，临床修复中普遍存在骨整合效果不佳和应力屏蔽等问题。为了解决上述问题，多孔植入材料的设计应运而生，采用具有多孔结构的植入体可以避免“应力屏蔽”并有效促进骨整合，在骨修复领域具有极大的发展潜力。但是，多孔基材植入后仍然存在骨诱导能力不足、新生血管诱导活性低和抗菌性能差等生物学活性不足的情况，进而引起相关的手术并发症，给植入体的使用安全性带来极大隐患。
2、近年来，通过对多孔材料进行表面修饰改性来提高其生物学活性的研究逐渐增多，但其复杂的孔隙结构对开发内外孔壁均匀包覆、附着力高的生物活性涂层工艺提出了严峻挑战。现有技术中采用化学气相沉积法在多孔钛表面制备高性能医用钽涂层，但这种制备方法通常需要在高温条件下进行反应，过程较复杂，对设备要求较高且维护成本较高。同时，现有技术也开发出多孔钛植入物表面钽涂层的制备方法，但制备时间较长，从而导致合金元素扩散严重，无法实现成分均匀的纯钽涂层的制备。本领域技术人员通过酸洗对多孔钽进行预处理，使材料表面形成具有生物活性物质的原位生长膜层，其次将预处理后的多孔钽植入材料浸没在电解液中进行微弧氧化处理，最后再进行持续12~24小时的水热处理，得到具有较好生物学性能的多孔钽植入物。但该制备
3、总之，目前发展的多孔材料表面制备技术存在成本比较高，制备过程复杂，涂层与基体之间界面结合较差和多孔结构内部覆盖率差等问题。因此，有必要开发一种在多孔材料表面简便构筑沉积均匀、附着力强和多功能化的生物活性涂层制备方法，从而推动多孔植入物在临床上的实际应用。
技术实现思路
1、针对上述
技术介绍
中存在的不足，本专利技术主要解决现有表面改性手段制备成本高，难以在多孔基材内外表面构筑沉积均匀、附着力强和多功能化的生物活性涂层等问题。本专利技术提供一种多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法和应用。该方法采用反重力灌注式电泳沉积在多孔植入体孔壁上进行电泳沉积，探究沉积时间、沉积电流、电泳液流速对涂层的形貌、浸入深度、涂层厚度的影响规律，最终得到均匀沉积、高附着力的具有优异光热性能、光热稳定性、润湿性、抗菌性能和细胞相容性的复合涂层。
2、本专利技术第一个目的是提供一种多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、将导电多孔植入体进行预处理；
4、将乙酸、壳聚糖溶于水溶剂中，混合均匀，得到电泳液；
5、在电泳液中，以导电多孔植入体为阴极，不锈钢环作为阳极，在恒电流模式下，在多孔植入体表面形成环形电场，并在多孔植入体表面进行反重力灌注式电泳沉积，即在多孔植入体表面制得涂层。
6、优选的，所述导电多孔植入体的材质包括多孔钛材料、多孔钽材料、多孔镁材料、多孔碳材料或多孔石墨材料。
7、优选的，所述反重力灌注式电泳沉积是由蠕动泵作为电泳液克服重力的动力来源，进行反重力灌注电泳液，使导电多孔植入体的内部和外部都能充满电泳液并且可以不断更新电场区域内的电泳液；
8、在电泳沉积时，所述不锈钢环与导电多孔植入体表面的间距为0.8-1.5cm，施加的电流为12-24ma，电泳沉积的时间为2.5-10min，电泳液灌注速度为0-14ml/min。
9、优选的，所述导电多孔植入体进行预处理，包括：使用丙酮、无水乙醇或去离子水，分别对导电多孔植入体进行超声处理15~20min。
10、优选的，所述电泳液中壳聚糖浓度为0.5~1.5mg/ml。
11、优选的，所述电泳液中还包括核壳结构的纳米颗粒，其中，所述核壳结构的纳米颗粒浓度为0.25~1mg/ml；
12、所述核壳结构的纳米颗粒是以介孔二氧化硅为壳，银纳米棒为核，形成的具有核壳结构的介孔二氧化硅包覆银纳米棒纳米颗粒。
13、优选的，所述具有核壳结构的介孔二氧化硅包覆银纳米棒纳米颗粒中，银纳米棒的长度80~120nm，长径比为4.16±0.13；
14、介孔二氧化硅壳层的厚度为10~80nm。
15、优选的，所述介孔二氧化硅中还掺杂金属离子；所述金属离子掺杂质量百分比为1%~10%；所述金属离子包括铜离子。
16、本专利技术第二个目的是提供一种多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层。
17、本专利技术第三个目的是提供一种上述的涂层在多孔植入体表面改性中的应用。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
19、本专利技术提供了一种多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法和应用，本专利技术提供的反重力灌注式电泳沉积涂层通过外力驱动电泳液克服重力自下而上的由多孔植入体内部持续向外发散，实现沉积过程中孔内外颗粒浓度均匀分布，促进多孔植入体内部涂层的沉积，在多孔材料表面构筑均匀、结合力强的生物活性涂层。
20、本专利技术采用控制变量法确定反重力灌注电泳沉积在多孔材料沉积涂层的最佳沉积参数，并在多孔材料表面及浅表层获得了较厚的涂层，涂层均匀地附着在多孔支架上，没有明显的裂纹和微观缺陷产生。
21、本专利技术采用金种子法制备银纳米棒，以ctab为模板剂，teos为硅源，通过溶胶-凝胶法制备离子掺杂介孔二氧化硅包裹的银纳米棒复合材料。沉积的复合涂层具有优异的光热性能，在nir光的辐照下可以引发涂层局部升温，实现对银离子和铜离子的可控释放，避免离子突释带来的毒副作用。
22、本专利技术工艺简单，对仪器要求不高，适用性强，可以满足不同多孔植入体材料表面涂层的制备。通过调控电泳沉积参数和纳米颗粒含量可按需调控涂层表面形貌和涂层厚度，进而控制多孔植入体涂层的生物学性能。
23、本专利技术采用反重力灌注式电泳沉积在多孔植入体孔壁上进行电泳沉积，探究沉积时间、沉积电流、电泳液流速对涂层的形貌、浸入深度、涂层厚度的影响规律，最终得到均匀沉积、高附着力的具有优异光热性能、光热稳定性、润湿性、抗菌性能和细胞相容性的复合涂层。
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1.一种多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其特征在于，所述导电多孔植入体的材质包括多孔钛材料、多孔钽材料、多孔镁材料、多孔碳材料或多孔石墨材料。
3.根据权利要求1所述的多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其特征在于，所述反重力灌注式电泳沉积是由蠕动泵作为电泳液克服重力的动力来源，进行反重力灌注电泳液，使导电多孔植入体的内部和外部都能充满电泳液并且可以不断更新电场区域内的电泳液；
4.根据权利要求1所述的多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其特征在于，所述导电多孔植入体进行预处理，包括：使用丙酮、无水乙醇或去离子水，分别对导电多孔植入体进行超声处理15~20min。
5.根据权利要求1所述的多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其特征在于，所述电泳液中壳聚糖浓度为0.5~1.5mg/mL。
6.根据权利要求1所述的多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其
7.根据权利要求6所述的多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其特征在于，所述具有核壳结构的介孔二氧化硅包覆银纳米棒纳米颗粒中，银纳米棒的长度80~120nm，长径比为4.16±0.13；
8.根据权利要求7所述的多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其特征在于，所述介孔二氧化硅中还掺杂金属离子；所述金属离子掺杂质量百分比为1%~10%；所述金属离子包括铜离子。
9.一种权利要求1~8任一项所述的方法制得的多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层。
10.一种权利要求9所述的涂层在多孔植入体表面改性中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其特征在于，所述导电多孔植入体的材质包括多孔钛材料、多孔钽材料、多孔镁材料、多孔碳材料或多孔石墨材料。
3.根据权利要求1所述的多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其特征在于，所述反重力灌注式电泳沉积是由蠕动泵作为电泳液克服重力的动力来源，进行反重力灌注电泳液，使导电多孔植入体的内部和外部都能充满电泳液并且可以不断更新电场区域内的电泳液；
4.根据权利要求1所述的多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其特征在于，所述导电多孔植入体进行预处理，包括：使用丙酮、无水乙醇或去离子水，分别对导电多孔植入体进行超声处理15~20min。
5.根据权利要求1所述的多孔植入体表面反重力灌注式电泳沉积涂层的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，蒋晓丹，张钰涵，郭家宝，柴霞，郭明娜，罗发，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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