[发明专利]一种针对钛合金内植物表面改性的多方向光功能化仪器及其使用方法

说明书

本发明提供了一种针对钛合金内植物表面改性的多方向光功能化仪器及其使用方法；该一起包括至少两个可以发射紫外线的紫外线光源，从而能够对位于其中的钛合金结构进行改性处理，进一步地，紫外线光源还可以包括发射至少两种不同波长紫外线的紫外灯；该方法从不同角度进行照射，或者使用至少两种不同波段的紫外线对钛合金进行处理，可以在钛合金结构件的表面、以及有孔钛合金结构的外表面和内表面均实现性能的显著改善。

技术领域

本发明属于光功能化领域，具体涉及一种针对钛合金内植物表面改性的多方向光功能化仪器及其使用方法。

背景技术

光功能化技术(Photofunctionalization)是指利用特定波长、强度、照射时间的紫外线对金属内植物(特别是钛合金)进行表面改性以增强其理化性质和生物学效应的技术。钛合金内植物制作后在环境中暴露，会逐渐失去生物活性，可通过暴露在紫外线下重新激活生物活性。但是目前仍有多个问题尚未解决，第一，现有的照射处理只能处理结构表面，对于多空结构内部表面无法处理，第二，现有处理使用高压汞灯，其发射的紫外线波长固定，光源结构体积大，通常固定使用，只能从一个角度对结构件进行照射，缺乏合适的光功能化仪器，第三，现有的处理集中在对牙科产品的照射处理，而骨科内植物结构需要在内部有孔，方便细胞进入其中定植，解决植入后的骨融合问题；第四，3D打印的多孔结构件或多孔内植物的结构孔复杂，现有技术手段无法照射不规则的内部孔。

发明内容

本发明的第一个方面提供了一种对钛合金结构件进行改性的方法，该方法使用紫外线光源从至少两个不同角度对所述钛合金结构件进行照射，待改性的钛合金结构件内部含有孔，优选地钛合金结构件为3D打印制造的多孔钛合金支架，本发明中，钛合金结构件包括任何使用钛合金加工而成的产品，钛合金结构件内部含有孔，是指其中可以有任意比例的空洞，包括但不限于镂空结构或者是3D打印加工而成的结构。本发明中的不同角度是指以三维坐标系原点为参考，从包括至少两个不同方向的方向进行照射，可选地，照射方向可以有任意多个，例如3至无穷多；照射可以通过一个或多个光源的移动实现，也可以通过设置多个不同位置的光源实现。

本发明的第二个方面提供了另一种对钛合金结构件进行改性的方法，该方法使用至少两种不同波段的紫外线照射钛合金结构件；进一步地，紫外线中的至少一种为320-400纳米的紫外线A，并且另一种紫外线为10-290纳米的紫外线C。

在一个实施例中，使用了365±20nm紫外线A波段(365nm为峰值，下文简称365nm波段)，和270±20nm紫外线C波段(270nm为峰值，下文简称270nm波段)进行照射。

本发明的方法中，使用两种不同波段波段的紫外线照射可以是同时、分别、或者交替进行，例如使用紫外线A和紫外线C同时照射15分钟，或者先使用紫外线A照射15分钟再使用紫外线C照射15分钟，或者紫外线A与紫外线C依次交替照射1分钟、3分钟、5分钟，照射时间可以任意选择。

可选的，在一些实施方案中，还可以同时存在其他波段的光线。

前述方法中，可选地，照射可以持续需要的任何时间，例如紫外线A和紫外线C的照射至少持续1秒、5秒、15秒、30秒、45秒、1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟、10分钟、11分钟、12分钟、13分钟、14分钟、15分钟，30分钟、60分钟；其中紫外线A和紫外线C的照射时间可以相同也可以不同。

本发明的第三方面提供了一种钛合金结构件，该钛合金结构件经过了本发明第一方面或第二方面的方法处理，得到了改善的性质，例如提高生物相容性、抗表面老化、增加蛋白吸收、抗菌、防锈中的一个或更多个。