[发明专利]一种3D打印镍钛植入物超亲水微纳表面的制备方法

说明书

本发明涉及医用材料制造技术领域，具体地说，涉及一种3D打印镍钛植入物超亲水微纳表面的制备方法，包括以下步骤：对3D打印镍钛植入物表面进行打磨和喷砂处理；使用蒸馏水、丙酮、无水乙醇和蒸馏水各超声清洗，然后，使用氢氟酸和硝酸的混合溶液处理，将3D打印镍钛植入物放置于乙酸钙和β‑甘油磷酸二钠盐的混合溶液中，然后采用电压电解进行氧化表面处理；将氧化处理后的3D打印镍钛植入物表面使用氢氧化钠溶液碱蚀处理，使植入物表面形成粗糙多孔且孔径不一的微米结构，提高与人体骨骼的相识度，赋予植入物微纳复合结构，使植入物表面具备超亲水性。

技术领域

本发明涉及医用材料制造技术领域，具体地说，涉及一种3D打印镍钛植入物超亲水微纳表面的制备方法。

背景技术

在生物医用金属材料中，钛及钛合金无毒、质轻、比强度高且杨氏模量与人体骨骼最为接近，已逐渐成为人体硬组织修复与替换的首选材料。尽管理论上，钛合金是目前最为理想的医用金属材料，但实际临床应用效果并不尽如人意。首先，钛及钛合金的表面硬度低、耐磨性差，在摩擦过程中会产生剧烈磨损，同时，由于人体体液腐蚀作用，合金中的镍元素会以离子形式进人人体，引起不良反应。另外，钛及钛合金植人人体后，与生长骨之间只是机械结合不能形成牢固的化学结合，缺少生物活性。因此，良好的生物活性、耐磨性和耐腐蚀性是目前医用钛及钛合金临床应用过程中被关注的主要问题。

镍钛形状记忆合金因其独特的形状记忆性、超弹性及良好的生物相容性等在生物医学领域广泛应用。随着3D打印技术的发展，使得构建复杂结构与个性化定制医学植入物成为可能。作为医学植入材料，其表面性质如形貌、粗糙度、亲水性等会影响细胞在其表面的增殖、粘附和分化，进而对植入后与组织的相容性及长期生物安全性等产生重要影响。因此，构建理想的3D打印镍钛植入物表面，使其具备更高的生物活性，减少副反应发生，获得稳定的植入效果是目前3D打印镍钛植入物的发展目标，因此急需一种3D打印镍钛植入物超亲水微纳表面的制备方法来改善现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印镍钛植入物超亲水微纳表面的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种3D打印镍钛植入物超亲水微纳表面的制备方法，包括以下步骤：

S1、采用碳化硅砂纸对3D打印镍钛植入物表面进行逐级打磨；

S2、使用白刚玉对3D打印镍钛植入物表面进行垂直喷砂处理，获得十几微米到几十微米的大起伏；

S3、喷砂后的3D打印镍钛植入物，依次使用蒸馏水、丙酮、无水乙醇和蒸馏水各超声清洗15min，冷风吹干，然后，使用氢氟酸和硝酸的混合溶液处理，处理后的镍钛植入物用大量蒸馏水冲洗干净，冷风吹干，该操作这样使镍钛植入物表面形成微米级的起伏；

S4、将3D打印镍钛植入物放置于乙酸钙和β-甘油磷酸二钠盐的混合溶液中，然后采用电压电解进行氧化表面处理5-10min，处理后的镍钛植入物通过去离子水清洗，然后干燥，经过氧化表面处理的镍钛植入物，表面形成一层氧化膜，使得镍钛植入物表面呈现粗糙多孔的形貌，且孔径大小不一，与人体骨骼表面相识度高；

S5、将电压电解氧化处理后的3D打印镍钛植入物表面使用氢氧化钠溶液碱蚀处理，处理完毕后使用蒸馏水超声清洗，使得镍钛植入物表面的微米级结构上又覆盖一层纳米片层，形成具有超高亲水性的微纳复合结构植入物表面。

作为本技术方案的进一步改进，所述S2中，用80-180目的白刚玉，喷砂压力为1.5-5bar，喷砂时间为60-120s，喷砂间距为5-15cm。

作为本技术方案的进一步改进，所述S3中，氢氟酸和硝酸的混合溶液处理时间为90-180s，溶液温度为室温，混合溶液中，氢氟酸的质量浓度为8-12％，硝酸的质量浓度为10-15％。

作为本技术方案的进一步改进，所述S4中，电解电压为400-430V，占空比30％，频率90-100Hz。