[发明专利]一种对钛基植入物进行表面改性的方法以及钛基植入物表面复合涂层

权利要求书

1.一种钛基植入物表面复合涂层，其特征在于，所述钛基植入物表面复合涂层包括依次形成于钛基植入物基体上的内层、中间层和外层；所述内层从钛基植入物表面沿厚度方向向内形成，与生理环境反应形成弱碱性微环境，其以M的单质的形式存在有M金属材料，M为钙和/或锶；所述外层包括与水反应形成强碱性微环境的N的氧化物，N为镁、锌中的至少一种；所述中间层以M的单质的形式存在有M金属材料且以N的氧化物的形式存在有N金属材料，M为钙和/或锶，N为镁、锌中的至少一种；其中，钛元素分布从中间层表面至内层表面沿中间层厚度方向递增，氧元素分布从中间层表面至内层表面沿中间层厚度方向先递增后递减，M元素分布从中间层表面至内层表面沿中间层厚度方向递增，N元素分布从中间层表面至内层表面沿中间层厚度方向递减；所述钛基植入物表面复合涂层调控表面微环境的碱性大小和持续时间，使复合涂层在生理环境下表面微环境的碱性呈时序性变化并产生阶段性抗菌成骨作用，其中，通过调控外层的薄膜厚度来控制N的氧化物在生理环境下的降解时间，通过中间层的元素分布带来碱性微环境由强到弱的过渡。

2.根据权利要求1所述的钛基植入物表面复合涂层，其特征在于，所述外层厚度为1～1000nm。

3.根据权利要求1所述的钛基植入物表面复合涂层，其特征在于，所述内层的M原子百分比为20%以下，所述内层的厚度为1～150 nm。

4.根据权利要求1所述的钛基植入物表面复合涂层，其特征在于，所述中间层的厚度为1～150nm。

5.根据权利要求1所述的钛基植入物表面复合涂层，其特征在于，所述钛基植入物为钛金属材料、表面具有钛氧化物涂层的钛金属材料、表面具有微米级结构或亚微米级结构或纳米级结构中至少一种的钛金属材料。

6.根据权利要求5所述的钛基植入物表面复合涂层，其特征在于，所述钛金属材料为纯钛或钛合金。

7.一种对钛基植入物进行表面改性的方法，其特征在于，包括通过以下步骤形成权利要求1至6中任一项所述的钛基植入物表面复合涂层：

（1）采用等离子体浸没离子注入技术将M离子注入到钛基植入物基体表面，构建得到内层；

（2）采用磁控溅射技术在内层表面沉积N的氧化物，构建得到中间层和外层。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（1）包括：以M单质或M-Ti合金作为阴极，设置等离子体浸没离子注入的真空室温度为10～100 ℃，本底真空度为1×10^-3～6×10^-3 Pa，注入电压为-5～-50 kV，频率为5～20 Hz，脉宽为100～1000 μs，注入时间为0.5～240分钟。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（2）包括：在靶材上施加射频磁控溅射，设置磁控溅射的真空室温度为10～100℃，本底真空度为1×10^-3～6×10^-3 Pa，射频功率为100～600W，工作气压为1×10^-1～20 Pa，溅射时间为30～240分钟。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述钛基植入物基体通过在布置复合涂层之前，进行磨削、车削、蚀刻、增材制造技术中的至少一种工序而形成。