[发明专利]医用钛表面制备柠檬酸-羟基磷灰石/氧化锆过渡涂层的电化学方法

摘要

本发明公开了一种医用钛表面制备柠檬酸，羟基磷灰石/氧化锆过渡涂层的电化学方法，包括以下步骤：在具有三电极系统的电解槽中进行电沉积，医用钛片为工作电极；先在一定浓度和pH的硝酸氧锆溶液中电沉积出Zr(OH)4镀层，沉积电流11.1mA，沉积时间50s；随后在一定浓度和pH的硝酸钙、磷酸二氢铵、柠檬酸钠和过氧化氢组成的电解液中沉积得到柠檬酸修饰的HA(Cit-HA)镀层，沉积电流0.9mA，沉积时间2700s；经450℃真空烧结，得到Cit-HA/ZrO2过渡涂层。柠檬酸根延长了HA晶体的形核孕育期，涂层相貌由微米级的菊花瓣状变化为纳米级的针状，且HA涂层实现了由内层致密逐渐到外层疏松的过渡；ZrO2作为钛基体与HA涂层之间的过渡层，Cit-HA/ZrO2过渡涂层与Ti基结合强度有极大提高。后期的模拟体液浸泡实验初步表明，Cit-HA/ZrO2过渡涂层具有较好的生物活性。

主权项

一种医用钛表面电化学沉积制备柠檬酸‑羟基磷灰石/氧化锆过渡涂层的方法，以硝酸氧锆、磷酸盐、钙盐和柠檬酸盐为原料经电化学沉积在生物医用金属表面制备得到结合强度很高的纳米级Cit‑HA/ZrO2抗腐蚀生物复合过渡涂层，包括如下步骤：(1)取分析纯的硝酸氧锆用热的稀硝酸溶解得到均匀的锆沉积液，冷却到常温后用氨水调节pH＝2.2最后得到均匀电解液A；取四水硝酸钙、磷酸二氢氨、柠檬酸钠、硝酸钠分别用蒸馏水溶解后，再与过氧化氢混合得到均匀的电解液，用氨水调节pH＝4.4，最后得到均匀电解液B；(2)在所述电解液中，以饱和甘汞电极为参比电极，铂片为对电极，生物医用钛片为工作电极，在三电极系统的电解槽中进行电化学沉积；电化学沉积的工艺参数为：先在电解液A中沉积时，电流：11.1mA，沉积时间50s；常温晾干后在电解液B中沉积时，电流：0.9mA，沉积时间2700s；(3)对得到的生物医用金属涂层材料真空烧结：升温速率为4℃/min、升温至450℃(实验发现，当烧结温度高于750℃时，ZrO2涂层与Ti基地的结合强度会骤然下降到100MPa以下，因此，我们选择450℃对涂层进行烧结)、保温2h、随后降温速率为1℃/min进行冷却，得到具有Cit‑HA/ZrO2过渡镀层的生物医用金属材料。