[发明专利]SiC/TiO2复合结构生物支架材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物支架，尤其涉及一种SiC/TiO₂复合结构生物支架材料及其制备方法。 

背景技术

由于交通意外、运动创伤、社会老龄化等问题的日益突出以及对高水平生活质量的追求，人们对医疗器械以及生物医用材料的需求与日俱增，目前临床上广泛使用的骨移植或残损修复材料是钛金属或者钛金属合金。然而，根据近几年的调查分析，在人造钛骨骼表面的细胞往往不能很好地生长，这主要是因为对于钛和钛合金这样的活泼金属或合金，其耐蚀性依赖于表面存在的保护性氧化膜。一旦表面膜被破坏，将产生严重的腐蚀。从而导致植入假体周围出现黑化现象，强烈抑制细胞生长。严重时还会引起生理危害，如组织毒化、细胞畸变等，危害到受体人群的身体健康。这些问题的存在促进了一个新领域（生物相容性材料）的发展。 

目前人们利用水热法，已经成功地制备出TiO₂纳米纤维。生成的这种纳米纤维具有耐腐蚀，利于细胞黏附、增殖，杀菌消毒等特点，但是其强度不够。SiC又名金刚砂或耐火砂。SiC一般为6方晶体，比重为3.20-3.25，9.2-9.3的莫氏硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉，是一种硬度大、耐磨的材料。常温常压下SiC材料非常稳定，一般不与其它物质发生化学反应，高温时也能抗氧化，SiC还具有优良的导热和导电性能，是一种生物相容性很强的物质。 

理想的人造骨移植或者残损修复生物支架材料至少必须具备以下性能：它必需在化学上具有生物相容性；它必需能提供一定的结构完整性。从结构仿生角度出发，研发性能优异的生物支架材料已成为当前生物材料前沿领域中的一大研究热点。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种SiC/TiO₂复合结构生物支架材料及其制备方法。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种SiC/TiO₂复合结构生物支架材料，钛金属基片上生长TiO₂纳米纤维，构成网格状微孔结构，所述TiO₂纳米纤维的表面覆盖有SiC镀层。 

一种上述SiC/TiO₂复合结构生物支架材料的制备方法，其特征在于：主要包括以下步骤： 

（1）水热法制备TiO₂纳米纤维：将钛片放入丙酮中超声清洗后放入干燥箱里烘干；然后将钛片置于反应釜里，并用2mol/L的NaOH溶液浸没；将反应釜放在电阻炉中用220℃-240℃的温度加热2-10个小时后自然降温；取出钛片，用蒸馏水冲洗，烘干，得到所需的表面长有TiO₂纳米纤维基片；

（2）磁控溅射制备SiC镀层：将SiC靶材和步骤1制备的TiO₂纳米纤维基片置于多靶磁控溅射仪中，调节靶级距为3cm-4cm；通入氩气，工作压强为0.6Pa-2.0Pa，功率为100W-150W，在以上条件下溅射15-120分钟以制备SiC/TiO₂复合结构生物支架材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是，本发明SiC/TiO₂复合结构生物支架材料不仅有利于药物或细胞生长因子的加载和控制释放，而且能够促进新生骨的进一步长入，实现骨移植和骨残损修复的双重功效。可以减少患者身上植入假体医疗器材的更换次数，从而大大降低医疗成本，达到医疗器械普及与发展的目的。 

附图说明

图1是本发明SiC/TiO₂复合结构生物支架材料不同溅射时间的SEM图；其中，A为TiO₂纳米纤维的SEM图；B为本发明SiC/TiO₂复合结构生物支架材料溅射15min的SEM图；C为本发明SiC/TiO₂复合结构生物支架材料溅射30min的SEM图；D为本发明SiC/TiO₂复合结构生物支架材料溅射45min的SEM图；E为本发明SiC/TiO₂复合结构生物支架材料溅射60min的SEM图；F为本发明SiC/TiO₂复合结构生物支架材料溅射120min的SEM图； 

图2是本发明SiC/TiO₂复合结构生物支架材料的EDX图谱；

图3是本发明SiC/TiO₂复合结构生物支架材料的XRD图谱；