专利名称：含纳米晶粒高生物活性二氧化钛涂层的人工关节的制作方法
技术领域：
含纳米晶粒高生物活性二氧化钛涂层的人工关节技术领域:本实用新型涉及一种金属表面改性技术，具体涉及一种含纳米晶粒高生物活性二氧化钛涂层的人工关节。
背景技术：
:钛及钛合金材料是一种重要的生物医用材料，具有高机械强度、高韧性和优良的抗疲劳性能，广泛应用于人体的关节等硬组织的替换。然而，纯钛植入到人体中普遍存在生物活性差，结合强度低、愈合时间长等问题。研究钛金属的生物活性，通过对医用钛和钛合金的表面进行生物活化改性处理，成为重要课题。实用新型内容:本实用新型的目的是提供一种含纳米晶粒高生物活性二氧化钛涂层的人工关节，由于采用微弧氧化加上水热处理的工艺方法，在纯钛或钛合金表面制备具有高生物活性的二氧化钛涂层，具有更好的诱导羟基磷灰石性能，有助于提高钛基体替换物植入体内与骨组织的结合能力。上述的目的通过以下的技术方案实现:含纳米晶粒高生物活性二氧化钛涂层的人工关节，其组成包括:人工关节基体，所述的人工关节基体表面具有含纳米晶粒高生物活性的微弧氧化加上水热处理形成的二氧化钛涂层。所述的多孔钛表面具有微弧氧化涂层的人工关节，所述的含纳米晶粒高生物活性二氧化钛涂层的厚度为60-1OOnm。有益效果:`1.本实用新型带有二氧化钛涂层，含有对人体骨组织生长有益的硅S1、钙Ca微量元素，能够诱导羟基磷灰石的生成，有效的提高了钛或钛合金基体替换物植入体内与骨组织的结合能力。2.本实用新型的关节在模拟体液浸泡24h以后用扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察在涂层表面即有羟基磷灰石形成，浸泡3天肉眼就可看到表面形成的羟基磷灰石，后续观察随浸泡时间增加羟基磷灰石形成数量也增多，浸泡一周磷灰石形成数量达到饱和。证明了该涂层的活性。3.本实用新型操作简单，可控性强，成本低，无毒害物质引入到涂层中。
:附图1是本产品的结构示意图。附图2是附图1中A处(关节表面)的微观结构图。
具体实施方式
:实施例1:含纳米晶粒高生物活性二氧化钛涂层的人工关节，其组成包括:人工关节基体1，所述的人工关节基体表面具有含纳米晶粒高生物活性的微弧氧化加上水热处理形成的二氧化钛涂层2。[0020]首先将微弧氧化将纯钛或钛合金置于含有碱性电解液的不锈钢槽体中，以纯钛或钛合金做阳极，不锈钢槽体为阴极；氧化过程中通过冷却系统控制槽液温度< 50°C ;用双极脉冲电源，通过对微弧氧化电参数和微弧氧化时间的控制，靠钛表面的击穿放电使钛表面形成一层多孔二氧化钛涂层；采用水热法将微弧氧化后的多孔二氧化钛涂层置入装有液体的密闭反应釜中，通过控制反应釜外部温度和处理时间，使多孔二氧化钛涂层表面形貌发生改变，在涂层表面原位生长出一定尺寸的二氧化钛纳米晶粒；实施例2:实施例1所述的多孔钛表面具有微弧氧化涂层的人工关节，所述的含纳米晶粒高生物活性二氧化钛涂层的厚度为60-100nm。实施例1中的工艺可以变更为:微弧氧化:将纯钛或钛合金置于含有EDTA_2Na、NaOH, Na2Si03.9H20和Ca(CH3C00)2.H20 (浓度分别定为15克/升、20克/升、14.2克/升和8.8克/升)以去离子水为溶剂配制成电解液的不锈钢槽体中，调节电源的电压为400V、占空比为8%、频率为600Hz、氧化时间为5min,使纯钛或钛合金表面形成微弧氧化涂层,厚度为3 10mm。水热处理:采用水热法将微弧氧化后的多孔二氧化钛涂层置入装有去离子水的密闭反应釜中，控制反应釜外部温度200 °G，水热处理时间24h.使多孔二氧化钛涂层表面形貌发生改变，在涂层表面原位生 长出小于IOOnm的二氧化钛纳米晶粒。
权利要求1.一种含纳米晶粒高生物活性二氧化钛涂层的人工关节，其组成包括:人工关节基体，其特征是:所述的人工关节基体表面具有含纳米晶粒高生物活性的微弧氧化加上水热处理形成的二氧化钛涂层。
2.根据权利要求1所述的多孔钛表面具有微弧氧化涂层的人工关节，其特征是:所述的含纳米晶粒高 生物活性二氧化钛涂层的厚度为60-100nm。
专利摘要本实用新型涉及一种含纳米晶粒高生物活性二氧化钛涂层的人工关节。纯钛关节将其植入到人体中普遍存在生物活性差，结合强度低、愈合时间长等问题。含纳米晶粒高生物活性二氧化钛涂层的人工关节，其组成包括人工关节基体(1)，所述的人工关节基体表面具有含纳米晶粒高生物活性二氧化钛涂层(2)。本产品用于关节替换。
文档编号C25D11/26GK203107779SQ20132000637
公开日2013年8月7日 申请日期2013年1月7日 优先权日2013年1月7日
发明者成夙, 张坤 申请人:哈尔滨理工大学