[发明专利]一种金属/DLC复合薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种金属/DLC复合薄膜及其制备方法，采用磁控溅射法在医用镁合金表面制备金属/DLC复合薄膜，将金属Ag和/或Cu掺入制备DLC薄膜的石墨靶材中，克服了传统DLC薄膜容易粘附细菌的问题，使得镁合金DLC薄膜能够适用于对抗菌性能有一定要求的医疗场景。

技术领域

本发明涉及医用材料复合薄膜领域，具体涉及一种金属/DLC复合薄膜及其制备方法。

背景技术

全关节置换术被认为是生物材料和生物工程领域最伟大的成就之一。人造关节在使用过程中产生的大量摩擦颗粒会进入关节周围组织中，导致骨溶解和假体松动。类金刚石（DLC）薄膜具有硬度高、表面光滑、摩擦系数小、耐磨损和耐腐蚀的特点。更重要的是，DLC具有人体组织相容性和血液相容性，对人体无副作用。由于上述优点，DLC薄膜被广泛应用于人体关节的医用材料领域。

虽然DLC薄膜具有诸多优点，但是DLC薄膜本身不具备抗菌作用，导致其表面容易粘附细菌，进而使其在对抗菌性能有一定要求的医疗场合无法使用。因此，如何使得医用DLC薄膜具备抗菌性能成为了急需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种金属/DLC复合薄膜及其制备方法，通过向DLC薄膜中掺入具有抗菌作用的金属粒子，使得薄膜材料具有优异的抗菌效果，拓宽了DLC薄膜的医疗应用领域。

一种镁合金表面的金属/DLC复合薄膜，所述金属/DLC复合薄膜由磁控溅射法制备而得，其特征在于：所述磁控溅射法选用金属/石墨复合靶材，其中金属含量为3.8 at.%-9.8 at.%，余量为石墨；所述金属选自Ag和Cu中的一种或多种。

优选地，所述金属为Ag和Cu。

优选地，所述复合靶材中金属Ag的含量为6 at.%，金属铜的含量为3.8 at.%。

进一步地，本发明还提供了一种镁合金表面的金属/DLC复合薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

A.选用镁合金为基体材料，将其切割为20×20×5mm；

B.依次用无水乙醇、去离子水超声清洗镁合金基体5min，然后烘干待用；

C.选用金属/石墨复合靶材，对复合靶材进行反溅射以清除表面的氧化物杂质；

D.将镁合金放入磁控溅射镀膜机中，抽真空使本底真空度低于5Pa，通入氩气为工作气体，开启溅射电源，对镁合金基体进行磁控溅射，其中，靶基距为50mm，溅射功率为380W，溅射时间为60min，溅射温度为120℃，氩气流量为120sccm。

优选地，所述金属含量为3.8 at.%-9.8 at.%，余量为石墨；所述金属选自Ag和Cu中的一种或多种。

优选地，所述金属为Ag和Cu。

优选地，所述复合靶材中金属Ag的含量为6 at.%，金属铜的含量为3.8 at.%。

优选地，所述镁合金为医用镁合金。

本发明采用磁控溅射法在医用镁合金表面制备金属/DLC复合薄膜，将金属Ag和/或Cu掺入制备DLC薄膜的石墨靶材中，克服了传统DLC薄膜容易粘附细菌的问题，使得镁合金DLC薄膜能够适用于对抗菌性能有一定要求的医疗场景。

另外，发明人意外地发现特定的金属粒子掺入量（6.0at.%Ag/3.8at.%Cu）可以将金属/DLC复合薄膜的抗菌率提高到98%以上，也就是说，在特定配比下两种抗菌粒子发生了协同作用，使得抗菌性能获得了惊人地提升。这一发现使得镁合金表面的金属/DLC复合薄膜可以应用于对抗菌性能要求极高的医疗领域。

具体实施方式

以下通过具体实施例来阐述本发明的技术方案，但是本发明的技术方案不仅局限于此。