[发明专利]一种表面含银的具有良好生物相容性的抗菌钛材制备方法

说明书

本发明公开了一种表面含银的具有良好生物相容性的抗菌钛材制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先通过阳极氧化法在钛材表面构建均匀的二氧化钛纳米管，将其作为银纳米颗粒的储池；其次，利用高碘酸钠将海藻酸钠进行氧化得到二醛海藻酸钠，记为ADA，作为阴离子聚电解质，和阳离子聚电解质CHI进行层层自组装形成聚电解质多层膜，该多层膜形成的驱动力来自于ADA与CHI的静电相互作用以及ADA上的醛基与CHI上的氨基的共价相互作用，使构建的稳定的多层膜能够有效地控制银离子的释放，降低银离子对成骨细胞造成的毒性，实现良好的生物相容性，并能实现优异的抗菌性能从而赋予钛基植入体良好的抗菌和成骨性能。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体是一种表面含银的具有良好生物相容性的抗菌钛材制备方法。

背景技术

钛及钛合金具有优良的机械强度、生物相容性和抗腐蚀性能，是牙科和骨科治疗中最常用的生物材料。然而，生物材料相关的术后感染仍然是临床应用身上带的一个重要挑战。植入后感染会导致伤口的愈合延迟，甚至需要进行反复的手术，这会导致病人的痛苦以及过多的费用。更严重的是，细菌一旦附着在植入钛表面，它们会通过形成生物膜来抵抗来自免疫系统的致命作用，同时抗生素治疗对已形成生物膜的细菌的杀伤效率很低。研究表明，抑制细菌的早期粘附(4-6小时)被证明是抑制生物膜形成的关键一步。

基于这个问题，研究者们越来越重视赋予钛基植入材料抗感染能力，比如在钛材表面结合抗生素，银纳米颗粒，抗菌肽等等。近年来，银(银)基材料，特别是银纳米粒子，由于其广谱抗菌、抗真菌和抗病毒活性，已被广泛应用于各个领域。

此外研究者发现，银纳米颗粒与抗生素的联合使用对耐药菌MRSA和肺炎克雷伯菌，有明显的抑制作用。人们普遍认为，银纳米粒子的抗菌作用是由银纳米粒子释放出的银(Ag)离子而非颗粒本身造成的。通常认为，Ag离子在低浓度时是细胞相容性的。然而，在短时间内释放出大量的Ag会引起细胞毒性。

基于上述内容，对所设计的含银纳米颗粒的钛基材料表面进行生物改性，除了能够实现有效的银离子的缓释效果，在赋予钛基材料有效的抗菌性能的同时并实现良好的细胞相容性，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种表面含银的具有良好生物相容性的抗菌钛材制备方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种表面含银的具有良好生物相容性的抗菌钛材制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制备加载有银纳米颗粒的二氧化钛纳米管

1.1)将清洗后的钛箔进行干燥处理后，再进行电化学腐蚀过程；

所述干燥过程中：温度范围为40～80℃，时间为2～6小时；

所述电化学腐蚀过程中：将铂箔作为阴极，将干燥处理后的钛箔作为阳极；电解溶液为含有氟化铵的水和/或甘油的混合物；

所述氟化铵的浓度为0.27M；

所述水和甘油的体积比包括0︰1、1︰3、1︰1、3︰1或1︰0；

所述电化学腐蚀过程中：恒定电压为10～30V，电解时间为30～90分钟；

1.2)将步骤1.1)中得到的电解后的钛箔进行煅烧，得到结构稳定的锐钛矿型二氧化钛纳米管；

所述煅烧过程中：煅烧温度为450℃；煅烧时间为2小时；

1.3)将步骤1.2)中得到的锐钛矿型二氧化钛纳米管浸泡在硝酸银溶液中，取出后使用磷酸缓冲盐溶液进行冲洗，最后将冲洗后的锐钛矿型二氧化钛纳米管置于紫外灯下进行紫外还原，得到加载有银纳米颗粒的二氧化钛纳米管；

所述浸泡过程中：硝酸银溶液的浓度为0.01～1M，浸泡时间为2～12小时；