一種納米銅羥基磷灰石抗菌涂層的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種納米銅羥基磷灰石抗菌涂層的制備方法，是在電化學工作站上對牙科裸金屬植入物表面進行陽極氧化和改性，制備出微米

【技術實現步驟摘要】
一種納米銅羥基磷灰石抗菌涂層的制備方法


[0001]本專利技術屬于醫療器械領域，具體涉及一種納米銅羥基磷灰石抗菌涂層的制備方法。

技術介紹

[0002]牙科種植體長期植入開放的口腔環境，口腔中的細菌在牙科種植體表面會發生粘附形成細菌生物膜，從而導致種植體周圍發炎或植入失敗。相比于感染后口服抗生素治療，對種植體表面進行抗菌改性能夠從源頭上抑制細菌生物膜形成，起到預防感染的作用。專利CN115006601A公開了一種抗菌納米復合涂層及其制備方法，采用ZnO或TiO2粒子作為抗菌納米復合涂層中的抗菌粒子，同時限定抗菌粒子的含量，以期實現涂層的抗菌特性。但是，現有的牙科種植體涂層還存在三個方面的問題：一是抗菌性能的穩定性較低，二是抗菌效率較低，三是生物安全性較低。

技術實現思路

[0003]本專利技術的目的在于克服現有技術中存在的缺點，提供一種抗菌性能穩定、抗菌效率高、生物安全性好的用于牙科種植體的納米銅羥基磷灰石抗菌涂層的制備方法。
[0004]本專利技術的目的通過下述技術方案實現：
[0005]一種納米銅羥基磷灰石抗菌涂層的制備方法，是在電化學工作站上對牙科裸金屬植入物表面進行陽極氧化和改性，制備出微米
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亞微米
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納米(MSN)表面，然后通過脈沖電化學沉積法制備得到納米銅羥基磷灰石抗菌涂層。
[0006]所述脈沖電化學沉積法采用的電解液為Ca(NO3)2、NH4H2PO4、Cu(NO3)2和I
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半胱氨酸，Cu(NO3)2和I
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半胱氨酸的摩爾比例為2:1；Cu：CaP的摩爾比為3:1～1:2，其中，CaP為羥基磷灰石主要成分，比例固定，即CaP＝5Ca(NO3)2:3NH4H2PO4。
[0007]電解液采用氨水和硝酸將pH值保持在3～5之間。
[0008]所述脈沖電化學沉積法的反應溫度為40℃～60℃。
[0009]所述脈沖電化學沉積法的工藝條件為：脈沖寬度為80～150s，沉積電位為
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2～
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1V，沉積時間為1～2h。
[0010]為使裸金屬植入物的側面涂覆均勻，每完成一次沉積后，將樣品延軸線旋轉90
°
，直至四周全部沉積上涂層。
[0011]沉積后用超純水沖洗，70℃
?
100℃干燥，800
?
1200℃燒結1.5
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3h，無菌密封保存。
[0012]每個涂層的暴露面積約5～8mm2作為工作電極，飽和甘汞電極作為參考電極，鉑絲作為對電極。
[0013]本專利技術與現有技術相比具有如下優點和效果：
[0014](1)本專利技術涂層的抗菌作用持久長效，將適當比例的Cu納米顆粒加入羥基磷灰石Hydroxyapatite(HA)涂層中，可形成具有生物活性和抗菌作用的長效軟組織密封界面；與現有技術中的Zn、Ti離子相比，本專利技術采用的銅離子抗菌活性強，成本低廉，且化學穩定性
與環境安全性都比較好，抗菌性能更加穩定。
[0015](2)本專利技術涂層的抗菌與生物相容性兼顧，納米銅羥基磷灰石抗菌涂層對正常牙囊細胞表現出很好的生物相容性，同時具有良好的抗菌性能。
[0016](3)本專利技術涂層的性能可調，通過脈沖電化學沉積可獲得不同的Cu
?
HA納米結構的生物性能；而且本專利技術不需要陳化時間，工藝更加簡化。
[0017](4)本專利技術制備的涂層形貌可控，可以通過調整工藝參數控制涂層形貌，適應不同應用場景。
附圖說明
[0018]圖1不同沉積電位和沉積時間對涂層表面形貌的影響。
[0019]圖2是不同電解液配比對涂層表面形貌的影響。
[0020]圖3是不同電解液配比下的球形納米顆粒的粒徑分布。
[0021]圖4是涂層的親水性驗證。A.涂層的接觸角檢驗；B.涂層接觸角的相關統計學分析。
[0022]圖5是涂層的抗菌結果。A.培養3天后各涂層表面的細菌密度；B.相應的細菌計數統計。
[0023]圖6是涂層的細胞相容性表征結果。
具體實施方式
[0024]為了便于理解本專利技術，下面將結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但是，不以任何形式限制本專利技術。應該指出的是，對本領域的技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，本專利技術還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本專利技術的保護范圍。
[0025]實施例1：制備Cu
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HA涂層
[0026]準備電化學工作站，將裸金屬植入物作為陽極，采用電解方法使其表面生成一種氧化膜，利于后期沉積。將改性后的植入物置于40℃水浴環境中作為工作電極，加入Ca(NO3)2、NH4H2PO4、Cu(NO3)2和I
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半胱氨酸作為電解溶液，其中Ca(NO3)2質量為10g，各組分摩爾比例為10:6:30:15，溶于500ml去離子水中。以氨水和硝酸作為緩沖對，調整溶液pH值為4.0，脈沖寬度設置為100s，設置沉積電位和時間分別為
?
1V和2h，每個涂層的暴露面積為5mm2，為使裸金屬植入物的側面涂覆均勻，每完成一次沉積后，將樣品延軸線旋轉90
°
，直至四周全部沉積上涂層。飽和甘汞電極作為參考電極，鉑絲作為對電極。旋轉種植體保證涂覆均勻。完成后用超純水沖洗，在85℃干燥，后在900℃下燒結1h，保存。
[0027]實施例2：制備Cu
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HA涂層
[0028]準備電化學工作站，將裸金屬植入物作為陽極，采用電解方法使其表面生成一種氧化膜，利于后期沉積，此步驟為常規方法。將改性后的樣品置于50℃水浴環境中作為工作電極，加入Ca(NO3)2、NH4H2PO4、Cu(NO3)2和I
?
半胱氨酸作為電解溶液，其中Ca(NO3)2質量為5g，各組分摩爾混合比例為5:3:10:5，溶于500ml去離子水中。以氨水和硝酸作為緩沖對，調整溶液pH值為5，脈沖寬度設置為150s，設置沉積電位和時間分別為
?
2V和1h。每個涂層的暴露面積約6mm2，為使裸金屬植入物的側面涂覆均勻，每完成一次沉積后，將樣品延軸線旋轉
90
°
，直至四周全部沉積上涂層。飽和甘汞電極作為參考電極，鉑絲作為對電極。完成后用超純水沖洗，在70℃干燥，后在800℃下燒結2h，保存。
[0029]實施例3：制備Cu
?
HA涂層
[0030]準備電化學工作站，將裸金屬植入物作為陽極，采用電解方法使其表面生成一種氧化膜，利于后期沉積，此步驟為常規方法。將改性后的樣品置于60℃水浴環境中作為工作電極，加入Ca(NO3)2、NH4H2PO4、Cu(NO3)2和I
?
半胱氨酸作為電解溶液，其中Ca(NO3)2質量為10g，各組分摩爾混合比例為10:6:5:2.5。以氨本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種納米銅羥基磷灰石抗菌涂層的制備方法，其特征在于：是在電化學工作站上對牙科裸金屬植入物表面進行陽極氧化和改性，制備出微米
?
亞微米
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納米表面，然后通過脈沖電化學沉積法制備得到納米銅羥基磷灰石抗菌涂層。2.根據權利要求1所述的納米銅羥基磷灰石抗菌涂層的制備方法，其特征在于：所述脈沖電化學沉積法采用的電解液為Ca(NO3)2、NH4H2PO4、Cu(NO3)2和I
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半胱氨酸。3.根據權利要求2所述的納米銅羥基磷灰石抗菌涂層的制備方法，其特征在于：Cu(NO3)2和I
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半胱氨酸的摩爾比例為2:1；Cu：CaP的摩爾比為3:1～1:2，其中，CaP為羥基磷灰石主要成分，比例固定，即CaP＝5Ca(NO3)2:3NH4H2PO4。4.根據權利要求1所述的納米銅羥基磷灰石抗菌涂層的制備方法，其特征在于：電解液采用氨水和硝酸將pH值保持在3～5之間。5.根據權利要求1所述的納米銅羥基磷灰石抗菌涂層的制備方法，其特征在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉雨，
申請(專利權)人：合肥博雅邁特口腔材料有限公司，
類型：發明
國別省市：