【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有促成骨-抗菌功能膜层的钛植入体及其制备方法，属于生物医用金属材料表面改性领域。
技术介绍
1、纯钛作为金属植入物具有低密度、高强度、优异的耐腐蚀性和良好的生物相容性的优点。在临床应用中，人体环境较为复杂，钛合金表面难以自发形成钝化膜提升其耐腐蚀性。由于其不具备成骨和抗菌的活性，容易在术后出现无菌性松动和植入物相关感染的现象，为了改善面临的问题，通常要对纯钛表面进行改性。
2、表面改性可以改变一种或多种特性，包括表面形貌、润湿性和耐腐蚀性，这极大地影响植入物的体外和体内性能。现有的表面改性包括酸蚀、微弧氧化和阳极氧化等。酸蚀会在金属基体表面形成微坑和纳米结节，这种纳米结构增加了表面粗糙度有利于细胞黏附，但使用酸剂会对环境有污染，处理不当可能对操作人员造成伤害。微弧氧化是利用高电压电解作用在钛合金表面形成一层厚且致密的氧化膜，此方法制备的氧化膜厚度为微米级，厚度过大可能会导致膜层的脆性增加，从而影响其力学性能。阳极氧化是通过电解氧化形成一层保护性氧化膜，但在复杂形状的工件上，膜层可能形成不均匀。因此需要一种即环保又可以复杂形状的工件形成膜层的方法。
3、锶(sr)的其化学结构和极性与钙(ca)相似，在骨中的含量约占骨质量的0.01％，是人体骨组织中必须的一种微量元素。在一定程度上，sr2+可以作为骨骼诱导因子代替ca2+参与骨代谢的生理活动，促进成骨细胞的分化和骨基质的矿化，阻碍破骨细胞的生长和分化。
4、金属有机框架(mof)是一类由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键连接
5、现有技术中，有关于含锶锌骨修复材料以及钛合金表面棒状纳米结构的文献如下：
6、申请号为cn201210492752.5的专利公开了一种钛酸锶空心纳米棒阵列的制备方法。所述的方法采用氧化锌纳米棒阵列作为牺牲模板并结合液相沉积技术，实现钛酸锶的沉积与氧化锌的消耗同步进行，从而制备钛酸锶空心纳米棒阵列。该专利技术操作简单并且能够大面积制备。但是，该专利技术中采用的反应液对环境有一定危害，因而其应用受到一定的限制。
7、申请号为cn200880024025.8的专利公开了包含锶离子的骨组织植入物及其制备方法。此外该专利技术还提供了包含锶离子的喷砂粉末、局部增加骨形成的方法。所述骨组织植入物被包含锶离子的氧化物层覆盖，氧化层厚度在100nm内。该专利技术增强了植入体的促成骨效果，但是不具备抗菌性能。
8、申请号为cn201810842978.0的专利公开了一种新型促成骨含锶复合骨修复材料及其制备方法和用途。所述材料的原料包括含锶α半水硫酸钙和纳米羟基磷灰石，按照一定比例混合制成一种新型的复合材料。该专利技术保留了sr-α-csh良好的生物相容性并改善了单纯sr-α-csh降解过快的材料特性，充分发挥了锶离子的促成骨效果。但是，该专利技术技术不能直接应用钛植入体上。
9、申请号为cn202010736222.5的专利公开了一种具有抗菌性的tio2与多孔碳纳米复合材料的制备方法。所述方法利用六水合硝酸锌、2-甲基咪唑和甲醇制备zif-8材料，基于钛酸异丙酯和zif-8分散液制备tio2前驱体包覆zif-8复合材料，最后对tio2前驱体包覆zif-8复合材料进行高温碳化，得到纳米tio2/碳复合材料。该专利技术制备的tio2光催化活性增强，且增强了复合材料的抗菌性。但是，该专利技术制备的符合材料不具有成骨的效果，因而其应用受到一定的限制。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：如何提高钛植入体表面的成骨和抗菌性能，从而改善其临床应用效果。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种具有促成骨-抗菌膜层的钛植入体的制备方法：将钛植入体通过水热反应在其表面形成棒状纳米结构；然后将该钛植入体置于成骨溶液中，通过离子交换将锶离子掺杂进纳米棒获得具有成骨性能涂层的srtio3纳米棒；将该srtio3纳米棒置于抗菌溶液中，在srtio3纳米棒表面形成成骨-抗菌性能的图层，即得具有促成骨-抗菌膜层的钛植入体。
3、优选地，所述水热反应在naoh水溶液中进行，反应时间为4～8h，反应完成后冲洗、干燥。
4、更优选地，所述naoh水溶液的浓度为40g/l。
5、优选地，所述成骨溶液为(ch3coo)2sr的水溶液。
6、更优选地，所述成骨溶液中(ch3coo)2sr的浓度为2.057～205.710g/l，溶剂采用去离子水。
7、优选地，所述钛植入体置于成骨溶液的温度为100℃，保温1h。
8、优选地，所述抗菌溶液为含有二甲基咪唑、zn(no3)2·6h2o的水溶液。
9、更优选地，所述抗菌溶液中二甲基咪唑的浓度为11.35g/l，zn(no3)2·6h2o的浓度为0.55g/l，溶剂采用去离子水。
10、优选地，所述srtio3纳米棒置于抗菌溶液的温度为37℃，保温0.5～1h，最后冲洗、干燥。
11、本专利技术还提供了上述制备方法制备的具有促成骨-抗菌膜层的钛植入体。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
13、1、本专利技术制备的促成骨-抗菌膜层，具有以下优势：
14、2、本专利技术制备的纳米棒垂直分布在钛合金表面，具有三维空间性，纳米级尺寸能够刺破细菌，具有物理抗菌效果；
15、3、srtio3纳米棒能够缓慢释放出锶离子，具有促成骨能力；
16、4、zif-8结构稳定，能够释放出锌离子，具有天然抗菌性；
17、5、zif-8具有ph响应效应，酸性环境中能够分解，释放出大量的锌离子，杀菌效果更强；
18、6、本专利技术的成骨抗菌涂层制备方法简单环保，可降低植入体处理成本和环境污染。
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1.一种具有促成骨-抗菌膜层的钛植入体的制备方法，其特征在于，将钛植入体通过水热反应在其表面形成棒状纳米结构；然后将该钛植入体置于成骨溶液中，通过离子交换将锶离子掺杂进纳米棒获得具有成骨性能涂层的SrTiO3纳米棒；将该SrTiO3纳米棒置于抗菌溶液中，在SrTiO3纳米棒表面形成成骨-抗菌性能的图层，即得具有促成骨-抗菌膜层的钛植入体。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应在NaOH水溶液中进行，反应时间为4～8h，反应完成后冲洗、干燥。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述NaOH水溶液的浓度为40g/L。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述成骨溶液为(CH3COO)2Sr的水溶液。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述成骨溶液中(CH3COO)2Sr的浓度为2.057～205.710g/L，溶剂采用去离子水。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钛植入体置于成骨溶液的温度为100℃，保温1h。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述抗菌溶液中二甲基咪唑的浓度为11.35g/L，Zn(NO3)2·6H2O的浓度为0.55g/L，溶剂采用去离子水。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述SrTiO3纳米棒置于抗菌溶液的温度为37℃，保温0.5～1h，最后冲洗、干燥。
10.权利要求1-9任一项所述的制备方法制备的具有促成骨-抗菌膜层的钛植入体。
...【技术特征摘要】
1.一种具有促成骨-抗菌膜层的钛植入体的制备方法，其特征在于，将钛植入体通过水热反应在其表面形成棒状纳米结构；然后将该钛植入体置于成骨溶液中，通过离子交换将锶离子掺杂进纳米棒获得具有成骨性能涂层的srtio3纳米棒；将该srtio3纳米棒置于抗菌溶液中，在srtio3纳米棒表面形成成骨-抗菌性能的图层，即得具有促成骨-抗菌膜层的钛植入体。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应在naoh水溶液中进行，反应时间为4～8h，反应完成后冲洗、干燥。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述naoh水溶液的浓度为40g/l。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述成骨溶液为(ch3coo)2sr的水溶液。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述...
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