专利名称：一种纯铁医用生物材料改性液及改性方法
技术领域：
本发明涉及一种纯铁医用生物材料改性液及改性方法。
背景技术：
纯铁医用生物材料指的是一类由纯铁制成的具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理科康复、诊断、治疗等，而对人体组织不会产生不良影响的材料。硬组织替换和硬组织修复材料是生物材料的重要组成部分之一，一般具备良好的生物相容性、优良的机械性能等。迄今为止，出于强度和安全性考虑，用于硬组织修复或骨替代方面的材料仍然以金属材料为主。纯铁由于拥有良好的生物相容性并可以生物降解， 且在降解的过程中不会产生气体或导致体液的碱性化，因此纯铁作为医用硬组织修复材料具有潜在的优越性。纯铁作为可降解性生物材料，拥有较低的溶血率，优良的抗凝血性能，以及抗血小板粘附的性能，但植入初期由于没有表面钝化膜或降解产物的覆盖作用，降解速率比较高， 对细胞产生毒性。磷酸盐由于具有良好的生物相容性，目前普遍被用来作为生物材料的改性层，但通常使用喷涂方式，所以对于复杂结构的植入材料难以应用。
发明内容
本发明是要解决纯铁作为可降解性生物材料在植入初期由于没有表面钝化膜或降解产物的覆盖作用，降解速率比较高，现有的改性方法对于复杂结构的植入材料难以应用的问题，提供一种纯铁医用生物材料改性液及改性方法本发明纯铁医用生物材料改性液由办(H2PO4) 2 · 2H20、Ca (NO3) 2 · 4H20、NaNO2和去离子水组成，其中Zn(H2PO4)2 · 2H20的浓度为20 30g/L, NaNO2的浓度为1. 0 1. 5g/L， Po/—与NOf的摩尔比为1. 8 2. 0 1。使用上述改性液的改性方法，按以下步骤进行一、将纯铁医用生物材料放入丙酮中，超声清洗2 5min，取出后使用去离子水冲洗纯铁医用生物材料表面10s，干燥；二、然后将纯铁医用生物材料放进改性液中，持续搅拌，控制改性液温度为50 70°C，改性时间为30 60min，然后使用去离子水冲洗纯铁医用生物材料20 30s，干燥，即完成改性。本发明的优点如下本发明通过生物矿化的方法，根据细胞生长的特殊要求，在纯铁表面生成一层致密而平坦的具有生物活性的磷酸盐保护膜，用以降低纯铁医用材料植入初期的降解速率及提高生物相容性。本发明改性液的成分简单，易于配制；纯铁医用材料改性后获得的改性层成分为 CaZn2(PO4)2 · 2H20，成分单一，无有毒物质，且具有很高的生物活性；改性层表面平坦，无大块晶粒，易于细胞在表面的铺展生长；对于复杂结构的纯铁医用材料，获得的改性层厚度均勻。
图1为具体实施方式
十一获得的改性层的扫描电子显微照片。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式纯铁医用生物材料改性液由Si(H2PO4)2 · 2H20、 Ca(NO3)2 · 4H20、NaNO2 和去离子水组成，其中 Si(H2PO4)2 · 2H20 的浓度为 20 30g/L，NaNO2 的浓度为1. 0 1. 5g/L，PO广与N03_的摩尔比为1. 8 2. 0 1。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是=Zn(H2PO4)2 · 2H20的浓度为22 ^g/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是=Zn(H2PO4)2 · 2H20的浓度为25g/L。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是=NaNO2的浓度为 1. 1 1. 4g/L。其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是=NaNO2的浓度为 1. 2 1. 3g/L。其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是P043_与 N03_的摩尔比为1.9 1。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
七本实施方式使用具体实施方式
一所述改性液的改性方法，按以下步骤进行一、将纯铁医用生物材料放入丙酮中，超声清洗2 5min，取出后使用去离子水冲洗纯铁医用生物材料表面10s，干燥；二、然后将纯铁医用生物材料放进改性液中，持续搅拌，控制改性液温度为50 70°C，改性时间为30 60min，然后使用去离子水冲洗纯铁医用生物材料20 30s，干燥，即完成改性。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
七不同的是步骤一中超声清洗 3 ％iin。其它与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
七或八不同的是步骤二中改性液温度为60V。其它与具体实施方式
七或八相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
七至九之一不同的是步骤二中改性时间为40 50min。其它与具体实施方式
七至九之一相同。
具体实施方式
十一本实施方式使用改性液的改性方法，按以下步骤进行一、将纯铁医用生物材料放入丙酮中，超声清洗2min，取出后使用去离子水冲洗纯铁医用生物材料表面10s，干燥；二、然后将纯铁医用生物材料放进改性液中，持续搅拌，控制改性液温度为55°C，改性时间为60min，然后使用去离子水冲洗纯铁医用生物材料30s，干燥，即完成改性。本实施方式步骤二所述改性液由Si (H2PO4) 2 · 2H20、Ca (NO3) 2 · 4H20、NaNO2和去离子水组成，其中Zn(H2PO4)2 ·2Η20的浓度为25g/L，NaNO2的浓度为1. Og/L, PO43"与N03_的摩尔比为1. 9 1。本实施方式获得的改性层的扫描电子显微照片如图1所示，改性层呈致密平坦结构，成分为CaZn2(PO4)2 ·2Η20，适合细胞铺展生长，且有良好的生物相容性，无细胞毒性。改性层与基体的结合强度为47MPa。
权利要求
1.一种纯铁医用生物材料改性液，其特征在于纯铁医用生物材料改性液由 Zn (H2PO4)2 · 2H20、Ca(NO3)2 · 4H20、NaNO2 和去离子水组成，其中 Zn (H2PO4)2 · 2H20 的浓度为 20 30g/L，NaNO2的浓度为1. 0 1. 5g/L, PO广与NOf的摩尔比为1. 8 2. 0 1。
2.根据权利要求1所述的一种纯铁医用生物材料改性液，其特征在于Si(H2PO4)2·2Η20 的浓度为22 ^g/L。
3.根据权利要求1所述的一种纯铁医用生物材料改性液，其特征在于Si(H2PO4)2·2Η20 的浓度为25g/L。
4.根据权利要求1或2所述的一种纯铁医用生物材料改性液，其特征在于NaNO2的浓度为 1. 1 1.4g/L。
5.根据权利要求1或2所述的一种纯铁医用生物材料改性液，其特征在于NaNO2的浓度为 1. 2 1. 3g/L。
6.根据权利要求4所述的一种纯铁医用生物材料改性液，其特征在于P043_与N03_的摩尔比为1. 9 1。
7.使用权利要求1所述改性液的改性方法，其特征在于改性方法，按以下步骤进行 一、将纯铁医用生物材料放入丙酮中，超声清洗2 5min，取出后使用去离子水冲洗纯铁医用生物材料表面10s，干燥；二、然后将纯铁医用生物材料放进改性液中，持续搅拌，控制改性液温度为50 70°C，改性时间为30 60min，然后使用去离子水冲洗纯铁医用生物材料 20 30s，干燥，即完成改性。
8.根据权利要求7所述的改性方法，其特征在于步骤一中超声清洗3 ％iin。
9.根据权利要求7或8所述的改性方法，其特征在于步骤二中改性液温度为60°C。
10.根据权利要求9所述的改性方法，其特征在于步骤二中改性时间为40 50min。
全文摘要
一种纯铁医用生物材料改性液及改性方法，涉及一种纯铁医用生物材料改性液及改性方法。是要解决纯铁作为可降解性生物材料在植入初期由于没有表面钝化膜或降解产物的覆盖作用，降解速率比较高，现有的改性方法对于复杂结构的植入材料难以应用的问题。改性液由Zn(H2PO4)2·2H2O、Ca(NO3)2·4H2O、NaNO2和去离子水组成。方法将纯铁医用生物材料放入丙酮中超声清洗，用去离子水冲洗表面，干燥；将纯铁医用生物材料放进改性液中，搅拌，用去离子水冲洗纯铁医用生物材料，干燥，即完成改性。本发明改性液的成分简单，易于配制；纯铁医用材料改性后获得的改性层成分成分单一，无有毒物质，改性层厚度均匀。
文档编号C23C22/13GK102517575SQ20121000390
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者冯吉才, 司国栋, 曹健, 郭鹤, 陈海燕 申请人:哈尔滨工业大学