[发明专利]载硒纳米管阵列面功能化的人工关节及其制备方法

摘要

本发明涉及一种载硒纳米管阵列面功能化的人工关节，在这种人工关节钛金属基体表面有一层钛酸钠纳米管阵列层，其层内进一步负载有微量亚硒酸钠和骨形态发生蛋白。所述的载硒纳米管阵列面功能化的人工关节制备方法为：选用纯钛或钛合金加工人工关节；然后采用两步阳极氧化技术在纯钛或钛合金人工关节表面获得具有管状结构的二氧化钛纳米管阵列层；再将二氧化钛纳米管阵列层采用碱液水热合成技术转化为钛酸钠纳米管阵列层；最后采用离心负载技术在人工关节表面钛酸钠纳米管阵列层内负载微量亚硒酸钠和骨形态发生蛋白。

主权项

一种载硒纳米管阵列面功能化的人工关节及其制备方法，其特征在于：所述的载硒纳米管阵列面功能化的人工关节由纯钛或钛合金人工关节基体以及负载有微量亚硒酸钠和骨形态发生蛋白的钛酸钠纳米管阵列表面层组成，所述及载硒纳米管阵列面功能化的人工关节制备方法按如下步骤进行：1)首先选用纯钛或钛合金加工好人工关节；2)人工关节表面预处理：表面磨光后，依次用丙酮、去离子水和无水乙醇超声洗涤10-120分钟，随后用HF和HNO3及水的混合溶液(体积比为1∶4∶5)化学抛光20-120秒，再经去离子水彻底冲洗后，吹干待用；3)两步阳极氧化制备二氧化钛纳米管：将表面预处理过的人工关节作为阳极，石墨或铂为阴极，在含水有机电解质溶液中进行第一次阳极氧化，具体阳极氧化参数为：电压20-240V，反应时间12-200小时，两极距离3-10cm，温度保持为室温。第一次阳极氧化后，取出，在体积百分比为5-30vol％的盐酸溶液中超声清洗0.5-3小时，取出吹干后，将人工关节在前述第一次阳极氧化参数条件下再进行第二次阳极氧化，然后取出，用无水乙醇超声清洗10-30分钟，再在体积百分比为5-30vol％的盐酸溶液中浸泡0.5-3小时后取出，用无水乙醇和去离子水交替清洗6-10遍后，再在60-100℃下干燥样品，在人工关节表面获得二氧化钛纳米管阵列层；4)水热合成钛酸钠纳米管阵列层：将上述制备的表面覆盖二氧化钛纳米管阵列层的人工关节在聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中进行水热反应，具体水热反应参数为：反应温度90-180℃，反应时间10-100小时，氢氧化钠溶液浓度5-15mol·L-1，反应溶液体积为反应釜内衬容积的50-80％。水热反应后，待自然冷却，取出，用去离子水洗涤离心，反复数次，直至上层清液呈中性，取出干燥，在人工关节表面获得钛酸钠纳米管阵列层；5)最后采用离心负载技术在人工关节表面钛酸钠纳米管阵列层内负载微量亚硒酸钠和骨形态发生蛋白。具体操作为：将表面具有钛酸钠纳米管阵列层的人工关节置于离心机中，倒入浓度为5×10-3～2×10-2mol/L的亚硒酸钠以及0.1～50mg/L的骨形态发生蛋白和0.1mol/L的磷酸缓冲盐溶液组成的混合溶液，并淹过两倍以上高度，以2000～80000rpm的离心速度工作5～30min，其间保持工作温度为4～40℃，取出，用酒精淋洗后，真空干燥，消毒后无菌保存，备用，即可得本发明载硒纳米管阵列面功能化的人工关节。