【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物医用材料，具体涉及一种微弧氧化钛表面光热抗菌微米级花状聚合物涂层。
技术介绍
1、微弧氧化是一种新型表面改性技术，该技术产生的金属氧化物涂层具有良好的理化性能，生产工艺简单，易于操作，生产过程环保，能源利用效率高并且适用于铝、镁及钛等多种金属材料，适用性广泛。其中，微弧氧化处理钛植入体材料现已广泛应用，其表面形成的多孔氧化物结构有助于成骨细胞快速黏附和增殖，促进骨愈合。同时，微弧氧化处理使钛植入体表面耐腐蚀性能增强，使用寿命延长。然而，单纯微弧氧化处理钛植入体表面不具备抗菌性能，细菌极易在其表面黏附增殖，致使钛植入体细菌感染，对患者的身体、精神和经济都造成极大的损害。针对此类问题，目前最常规手段是使用抗生素抑制钛植入体细菌生长及进行杀灭。然而长期或者过量使用抗生素将导致细菌耐药性产生，最终使抗生素失效。抗生素滥用情况若持续恶化，将催生耐药细菌。因此，赋予微弧氧化处理钛植入体抗菌性能对其长期服役及提高钛植入体安全性至关重要。
2、铜是生物体中必需的微量元素之一。这一元素在生物医疗材料方面有着重要的作用。研究表明，离子、金属、合金和氧化物形式的铜都具有良好的抗菌活性，能够有效地杀灭多种细菌和病毒，而且不易导致病菌产生耐药性。铜的抗菌机制主要通过释放铜离子，这些铜离子能够破坏细菌的细胞膜，抑制细菌的dna合成，从而达到抗菌效果。由于低浓度下铜离子就能有效抗菌，并且对人体细胞无害，因此具有较高的安全性。同时，铜纳米颗粒作为一种新兴的抗菌剂，被认为是对抗日益增长的抗生素耐药性的有效替代品，能够灭活细菌、真菌和
3、单宁酸是一种天然存在的多酚类化合物，由一个中心葡萄糖分子和10个半乳糖残基在羟基上衍生而成。单宁酸在医学领域的应用包括其抑菌、抗病毒、抗炎、抗氧化等作用。此外，其含有的多个酚羟基，在碱性条件下可以通过多种相互作用（包括氢键、配位键和疏水键）赋予其络合或交联大分子的能力。相关研究表明，单宁酸修饰的纳米复合材料可能比单宁酸单独应用表现出更有效的抗菌和抗生物膜活性。
4、盐酸多巴胺在碱性条件下可以发生自聚合反应生成聚多巴胺（pda）。这种自聚合反应通常涉及多巴胺分子的氧化，导致分子间形成共价键，从而形成高分子量的聚合物。在生物医学领域，因为聚多巴胺具有良好的生物相容性和降解性，以及优异的物理和化学特性，所以它被广泛研究和应用于药物载体和抗菌剂等方面。
5、在微弧氧化钛植入体表面生长的微米级花状聚合物涂层将赋予微弧氧化钛植入体优异的广谱抗菌能力和良好的生物相容性，常温常态下，能够灭杀60%以上粘附细菌。近红外光辐照下，可进一步增强抗菌性能，清除95%以上的粘附细菌，最终达到避免因植入体周围细菌感染引起的植入失败的效果，极大提高其在医疗领域骨植入等方面的应用潜力。因此，本专利技术的目的在于针对微弧氧化钛植入体植入材料，提出一种微弧氧化钛表面光热抗菌微米级花状聚合物涂层。本专利技术首先通过水热处理单宁酸与硝酸铜共混悬浊液合成掺铜单宁酸粉末，然后，利用掺铜单宁酸粉末与多巴胺的聚合反应在微弧氧化处理后的钛基底上生成接枝中间层，进而原位生长微米级别的花状结构，最终得到掺铜单宁酸微米级花状聚合物涂层。该构想在生物医用材料
鲜有报道。鉴于此，本专利技术提供了一种微弧氧化钛表面光热抗菌微米级花状聚合物涂层。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对微弧氧化钛植入体植入材料，提出一种微弧氧化钛表面光热抗菌微米级花状聚合物涂层，为达到避免因植入体周围细菌感染引起的植入失败的效果。
2、本专利技术具体通过以下技术方案实现：
3、单宁酸与硝酸铜前驱体经水热处理后再次接枝并均匀生长微米级花状聚合物于经过微弧氧化处理的钛植入体表面的多孔二氧化钛结构之上。
4、所述的微弧氧化钛表面光热抗菌微米级花状聚合物涂层的制备方法，包括如下步骤：
5、（1）将聚醚f127溶解于混合溶剂中，剧烈搅拌成均匀溶液，然后加入单宁酸（ta）和碱性溶液搅拌一段时间后，加入硝酸铜继续搅拌，得到均匀混合的单宁酸与硝酸铜前驱体溶液；
6、（2）将（1）中所得前驱体溶液置于反应釜中进行水热反应，反应结束后将上述前驱体溶液进行离心清洗并进行冷冻干燥，得到掺铜单宁酸粉末（cu-ta）；
7、（3）将微弧氧化钛植入体样品（mao）浸泡于碱性盐酸多巴胺溶液，沉积一段时间，将样品清洗，干燥后获得接枝中间层样品；
8、（4）将（2）中所得掺铜单宁酸粉末（cu-ta）配置为溶液，将（3）中所得接枝中间层样品浸泡于掺铜单宁酸粉末溶液中，沉积一段时间，将样品清洗，干燥后获得掺铜单宁酸微米级花状聚合物涂层。
9、进一步的，所述步骤（1）中混合溶剂中去离子水的体积分数为60~90%、乙醇体积分数为10~40%；所诉的碱性溶液氨水体积分数为0.1~3%；所述的前驱体溶液的体积为30~60ml；所述步骤（1）中聚醚f127的质量为0.1~3 g，单宁酸的质量为0.1~10 g，硝酸铜质量为0.01~1 g。
10、进一步的，所述步骤（2）中水热反应温度为70~100℃，反应时间为4~24h。
11、进一步的，所述步骤（3）中接枝中间层样品的沉积方法，包括以下步骤：首先，称取的盐酸多巴胺粉末与tris溶液充分混合为ph为7~11，浓度为1~30 mg/ml的碱性盐酸多巴胺溶液；然后微弧氧化钛植入体样品置入充分振荡后的碱性盐酸多巴胺溶液内沉积4~24h；最后，将沉积得到的接枝中间层样品用去离子水清洗并进行干燥。
12、进一步的，所述步骤（4）中掺铜单宁酸微米级花状聚合物涂层的沉积方法，包括以下步骤：称取（2）中所得的掺铜单宁酸粉末（cu-ta）并与pbs溶液充分混合为浓度为10~300μg/ml的掺铜单宁酸粉末溶液；然后，将（3）中所得接枝中间层样品置入振荡均匀的掺铜单宁酸粉末溶液中沉积4~24 h；最后，用去离子水清洗并进行干燥，获得掺铜单宁酸微米级花状聚合物涂层。
13、有益效果
14、本专利技术的有益效果在于：
15、（1）该微米级花状聚合物涂层对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都有良好的灭杀效果，能赋予微弧氧化钛植入体表面优异的抗菌性能，降低钛植入体植入人体之后由于细菌感染而引起的植入失败的概率；
16、（2）该微米级花状聚合物涂层结构简单、易于制备、成本廉价，有良好的生物相容性，具有普遍适用性。
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1.微弧氧化钛表面光热抗菌微米级花状聚合物涂层，其特征在于，所述微米级花状聚合物涂层由单宁酸与硝酸铜前驱体经水热处理后再次接枝并均匀生长于经过微弧氧化处理的钛植入体表面的多孔二氧化钛结构之上；所述的掺铜单宁酸微米花聚合物涂层的生长通过掺铜单宁酸粉末与多巴胺的聚合反应实现；所述微米级花状聚合物涂层可赋予微弧氧化处理后钛植入体优异的广谱抗菌能力和良好的生物相容性；所述微米级花状聚合物涂层常温常态下，能够灭杀60%以上粘附细菌，近红外光辐照下，可进一步增强抗菌性能，清除95%以上的粘附细菌；
2. 根据权利要求1所述的微弧氧化钛表面光热抗菌微米级花状聚合物涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中混合溶剂中去离子水的体积分数为60~90%、乙醇体积分数为10~40%；所诉的碱性溶液氨水体积分数为0.1~3%；所述的前驱体溶液的体积为30~60 mL；所述步骤（1）中聚醚F127的质量为0.1~3 g，单宁酸的质量为0.1~10 g，硝酸铜质量为0.01~1 g。
3.根据权利要求1所述的微弧氧化钛表面光热抗菌微米级花状聚合物涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤
4. 根据权利要求1所述的微弧氧化钛表面光热抗菌微米级花状聚合物涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中接枝中间层样品的沉积方法，包括以下步骤先：首先，称取盐酸多巴胺粉末与Tris溶液充分混合为PH为7~11，浓度为1~30 mg/mL的碱性盐酸多巴胺溶液；然后微弧氧化钛植入体样品置入充分振荡后的碱性盐酸多巴胺溶液内沉积4~24h；最后，将沉积得到的接枝中间层样品用去离子水清洗并进行干燥。
5. 根据权利要求1所述的微弧氧化钛表面光热抗菌微米级花状聚合物涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中掺铜单宁酸微米级花状聚合物涂层的沉积方法，包括以下步骤：称取（2）中所得的掺铜单宁酸粉末（Cu-TA）并与PBS溶液充分混合为浓度为10~300 μg/mL的掺铜单宁酸粉末溶液；然后，将（3）中所得接枝中间层样品置入振荡均匀的掺铜单宁酸粉末溶液中沉积4~24 h；最后，用去离子水清洗并进行干燥，获得掺铜单宁酸微米级花状聚合物涂层。
...【技术特征摘要】
1.微弧氧化钛表面光热抗菌微米级花状聚合物涂层，其特征在于，所述微米级花状聚合物涂层由单宁酸与硝酸铜前驱体经水热处理后再次接枝并均匀生长于经过微弧氧化处理的钛植入体表面的多孔二氧化钛结构之上；所述的掺铜单宁酸微米花聚合物涂层的生长通过掺铜单宁酸粉末与多巴胺的聚合反应实现；所述微米级花状聚合物涂层可赋予微弧氧化处理后钛植入体优异的广谱抗菌能力和良好的生物相容性；所述微米级花状聚合物涂层常温常态下，能够灭杀60%以上粘附细菌，近红外光辐照下，可进一步增强抗菌性能，清除95%以上的粘附细菌；
2. 根据权利要求1所述的微弧氧化钛表面光热抗菌微米级花状聚合物涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中混合溶剂中去离子水的体积分数为60~90%、乙醇体积分数为10~40%；所诉的碱性溶液氨水体积分数为0.1~3%；所述的前驱体溶液的体积为30~60 ml；所述步骤（1）中聚醚f127的质量为0.1~3 g，单宁酸的质量为0.1~10 g，硝酸铜质量为0.01~1 g。
3.根据权利要求1所述的微弧氧化钛表面光热抗菌微米级花状聚合物涂...
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