[发明专利]一种生物医用材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物医用材料及其制备方法。所述金属材料包括由钛铌基合金组成的基体和位于所述基体表面的合金涂层组成；所述合金涂层由厚度为5～10μm的沉积层以及位于沉积层与基体之间的厚度为5～8μm的扩散层组成；所述扩散层为Zr‑Ag合金与钛铌基合金扩散形成，自扩散层的表层自底层方向，Zr以及Ag的含量呈梯度降低，Ti以及Nb的含量呈梯度增加。扩散层中由于元素之间互扩散会形成含Zr元素的合金相，会显著提高基体的耐腐蚀性能；而合金涂层表面通过银离子的释放以及Zr和Ag的协同合作实现增强抗菌的效果，由于Zr与Ag之间的电势差，形成的微电流也能起到抗菌的作用，扩大了生物医用钛合金的使用范围，延长了其使用寿命，达到在人体内长期服役的目的。

技术领域

本发明涉及一种生物医用材料及其制备方法，特别涉及一种生物医用材料及其制备方法。

背景技术

钛合金由于其优异的综合力学性能和生物相容特性，被广泛应用于生物医用金属植入件以达到替换受损伤的人体骨骼、关节的目的，其中完全由无毒元素组成的β型钛合金(钛铌基合金)作为新一代骨组织替换材料更是引起了国内外材料工作者的密切关注。由于其需要在人体内长期服役，服役年限甚至需要达到15～20年，而人体内工作环境十分复杂，其中人体内滋生的细菌在植入件表面黏附、繁殖，以致形成生物膜从而引起植入件细菌感染是导致植入件失效的一个重要原因，同时植入件材料耐腐蚀性能的强弱也同样决定着其长期在人体内服役的成败。

目前研究发现，提高生物医用金属植入件耐腐蚀特性的方式主要有两种，一种是整体合金化，可以通过合金化加入耐腐蚀特性的金属元素从而提高植入件耐蚀特性，但在抗菌方面整体合金化能起到的作用却很不明显，目前学者们还很少通过整体合金化的方法来制备具有整体抗菌特性的合金，并且整体合金的设计与制备成本非常高，但收效甚微。于是更多的是采用第二种方式即对植入件材料进行表面处理以达到抗菌耐腐蚀的目的。银是一种广谱抗菌剂，能够对包括耐药菌在内多种致病菌发挥强力杀灭/抑制作用，被广泛运用于抗菌药物、医疗器械涂层、修复体等方面，其中银纳米颗粒由于其更大的作用表面积，从而发挥比单体银更强的抗菌效果，因此学者们引入纳米银颗粒并使其应用于材料表面修饰，以达到抑制材料表面微生物聚集的目的。而提高金属植入件的耐腐蚀特性同样可以通过表面处理工艺引入耐蚀金属元素来实现。