一种内固定物及制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于骨折固定材料技术领域，特别涉及一种内固定物及制作方法。
【背景技术】
[0002]患者在发生骨折后，为使骨骼复位，促进愈合速度和愈合质量，常采用内固定治疗法。内固定比单纯外固定直接而有效，可以较好的保持骨折的解剖复位，特别在防止骨折端的剪式或旋转性活动方面更为有效;另外，内固定物的支撑作用好，可以在术后少用或不用外固定，可以有效减少外固定的范围和时间，内固定有利于伤肢的功能锻炼和早期起床，减少因长期卧床引发的并发症。但是内固定通常会采用钴金属，钴金属对细胞的毒性较大，植入人体后也可能弓I起过敏反应，甚至有致癌作用，在二次手术后取出的内固定物会生锈，可能会导致患者出现酸痛、酸胀不适等症状。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种性能好、使用寿命长且安全性高的内固定物。
[0004]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种内固定物，包括基体，基体上设有超细钻石稀层，超细钻石稀层的厚度小于3微米，内固定物上覆超细钻石稀层，可提尚内固定物的生物相容性能，可以共价键方式结合人体组织相容性的分子界面层，能够很好的与周围组织结合，对周围软组织和骨骼不会造成伤害，内固定不会出现生锈现象，对人体细胞没有毒性;覆上超细钻石烯层后，可提高内固定物的机械强度和硬度，改善耐磨性能，可长期持久保持形状，不易松动，延长内固定物的使用寿命;超细钻石烯层由层片状单晶结构的纳米钻石烯组成，纳米钻石烯的层与层之间有钛粒子，保证钻石烯本身性能外增加了导电新能。
[0005]超细钻石烯层由层片状单晶结构的纳米钻石烯组成，同一片层的碳原子之间为sp3轨道杂化碳键连接，层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接，纳米钻石烯形貌为多层片状结构，形貌可控，分散性好，无抱团团聚现象发生，且粒径与片厚存在比例关系，同时同一片层的碳原子之间为sp3轨道杂化碳键连接，层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接，sp2杂化轨道碳键为不饱和建，使层与层之间有许多电子空位，电子空位方便电子自由出入，能够更好的与钛粒子等进行结合;纳米钻石稀的晶格间距为0.21 nm;纳米钻石稀的平均粒径为R，20 <R< 500nm，纳米钻石烯粒径集中度高，粒径范围分布窄，粒径为20-500nm，粒径大小可控;纳米钻石烯的C含量为99?100%，结晶性非常强，对人体无毒副作用，可用于人体牙齿、骨头、关节等仿生材质的制备以及其表面处理，在本发明中可有效提高内固定物的生物相容性。
[0006]内固定物的制作方法，包括以下步骤:1)采用超声波法对基体进行表面净化处理；2)采用真空离子镀法给纳米钻石烯镀覆钛粒子，获得改性纳米钻石烯;3)采用复合电镀法，将改性钻石烯镀覆于步骤1)处理后的基体表面，形成带有超细钻石烯层的内固定物。
[0007]步骤1)中超声波法的工艺参数为:使用频率为40 kHz -50kHz，环境温度为45°C_60°C，处理时间为lmin-2min，乳化剂采用浓度为25g/L-30 g/L的Na3P04和浓度为5g/L_10g/L的乳化剂OP。
[0008]步骤2)中镀覆工艺参数为:基体温度80°C_100°C，本底真空度(4-5)X10_3Pa，反应气体采用浓度为99.99%的吧，基体负偏压50￥-200￥，离子化电源电流为60011^-80011^，镀覆时间为5min-10min，钛粒子在真空离子镀的工艺过程中，由于不饱和钻石稀材料本身具有吸附力，被镀覆于纳米钻石烯多层片状的层与层之间。
[0009]步骤3)中复合电镀采用恒温方式；用调速电动搅拌器将搅拌速度调至为100r/min-1400r/min，连续搅拌溶液使纳米钻石稀悬浮于电镀液中；电镀时间为40min-60min，电镀温度为50°C_60°C，电流密度为0.5A/dm2-lA/dm2，电镀液PH值为3.5-4，经过电镀后，在内固定物基体的表面形成超细钻石烯层，形成的镀层表面光洁，硬度高且耐磨，使用寿命长。
[0010]纳米钻石烯的制备工艺，包括以下步骤:
酸洗提纯:将金刚石原料粉碎成8000目以上的细粉，依次采用浓硫酸与浓硝酸混合液、稀盐酸、氢氟酸对该细粉酸洗，然后使用去离子水清洗至清洗液pH接近于7;分选:将清洗后的物料进行离心分离，取上层液体进行1-5天沉淀分选，去除上层清液，将下层沉淀物干燥后即得成品纳米钻石烯。
[0011]酸洗步骤前进行球磨整形和气流破碎，先将金刚石原料球磨整形并筛分出800目以上的细料;再将该细料输送至气流破碎机内粉碎并筛分出8000目以上的细粉。
[0012]在球磨整形步骤，金刚石经球磨整形桶的筛网筛出70目以上的颗粒，破碎时间为l-5h;该颗粒经多级振筛机筛分出800目以上的细料，振筛时间为30min-2h;在球磨整形步骤，筛分出的800目以上的细料重复过筛一次以上；在球磨整形步骤，70目以下的粗料返回球磨整形桶进行重新破碎;筛余物返回气流破碎机进行重新破碎;分选步骤中，离心时间为30min-2h，转速为8000rpm-15000rpm;浓硫酸与浓硝酸混合液由质量分数为98%浓硫酸和质量分数为10%浓硝酸按照质量比为5:1混合而成;采用上述方法制备的纳米钻石烯，为层片状单晶结构，同一片层的碳原子之间为sp3轨道杂化碳键连接，层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接;粒度为20-500nm，C含量为99?100%，晶格间距为0.21nmo
【附图说明】
[0013]图1是本发明中实施例1的结构示意图；
图2是纳米钻石烯的XRD谱图；
图3是纳米钻石稀的TEM分析图；
图4是纳米钻石烯的MAS-NMR谱图；
图5是纳米钻石烯的原子轨道示意图；
图6是纳米钻石稀的Raman光谱。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
一种内固定物，如图1所示，包括基体1，基体1上设有超细钻石烯层2，超细钻石烯层2中包括层片状单晶结构的纳米钻石烯，纳米钻石烯的层与层之间有钛粒子;超细钻石烯层2的厚度为2.8微米。超细钻石烯层2包括层片状单晶结构的纳米钻石烯组成，同一片层的碳原子之间为sp3轨道杂化碳键连接，层与层之间的碳原子之间为sp2杂化碳键连接;纳米钻石烯的晶格间距为0.21nm;纳米钻石烯的平均粒径R为20nm;纳米钻石烯的C含量为99?100%。
[0015]内固定物的制作方法，其特征在于:包括以下步骤:1)采用超声波法对基体1进行表面净化处理;2)采用真空离子镀法给纳米钻石烯镀覆钛粒子，获得改性纳米钻石烯;3)采用复合电镀法，将改性钻石烯镀覆于步骤1)处理后的基体表面，形成带有超细钻石烯层2的内固定物。
[0016]步骤1)中超声波法的工艺参数为:使用频率为40 kHz -50kHz，环境温度为45°C_60°C，处理时间为lmin-2min，乳化剂采用浓度为25g/L-30 g/L的Na3P04和浓度为5g/L_10g/L的乳化剂0P。
[0017]步骤2)中镀覆工艺参数为:基体温度80°C_100°C，本底真空度(4-5)X10_3Pa，反应气体采用浓度为99.99%的吧，基体负偏压50￥-200￥，离子化电源电流为60011^-80011^，镀覆时间为5min-10min，钛粒子在真空离子镀的工艺过程中，由于不饱和钻石稀材料本身具有吸附力，被镀覆于纳米钻石烯多层片状的层与层之间。
[0018]步骤3)中复合电镀采用恒温方式；用调速电动搅拌器将搅拌速度调至为100r/min-1400r/min，连续搅拌溶液使纳米钻石稀悬浮于电镀液中；电镀时间为40min-60min，电镀温度为50°C_60°C，电流密度为0.5A/dm2-lA/dm2，电镀液PH值为3.5-4。
[0019]实施例2
一种内固定物，其结构与实施例一保持一致，与实施例一的区别在于:超细钻石烯层2的厚度为2.5微米，纳米钻石稀的平均粒径R为500nm。
[0020]实施例3
一种内固定物，其结构与实施例一保持一致，与实施例一的区别在于:超细钻石烯层2的厚度为2微米，纳米钻石稀的平均粒径R为300nm。
[0021 ] 实施例4
一种内固定物，其结构与实施例一保持一致，与实施例一的区别在于:超细钻石烯层2的厚度为1.5微米，纳米钻石稀的平均粒径R为200nm。
[0022]实施例5
一种内固定物，其结构与实施例一保持一致，与实施例一的区别在于:超