(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211289328.0 (22)申请日 2022.10.20 (71)申请人 潍坊学院 地址 261061 山东省潍坊市高新区东 风东 街5147号 (72)发明人 王宏　曹玉宝　刘在浩　曹淑云　 崔大伟　刘永胜　赵永浩　李友迪　 周远昊　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 贺小停 (51)Int.Cl. C23C 22/64(2006.01) C23C 22/83(2006.01) A61L 27/06(2006.01)A61L 27/30(2006.01) A61L 27/54(2006.01) B82Y 30/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称 一种梯度载铜纳米纤维涂层 及其制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种梯度载铜钠米纤维涂层 及其制备方法， 首先采用第一步水热工艺在钛基 体表面制备Na2Ti4O9复相层， 然后在特定的含铜 水热环境条件 下对复相层进行二次水热处理。 得 到的双层结构涂层具有如下结构和性能特征： 内 层(与基体毗邻)为致密结构； 表层为原子 百分含 量4 .8％～8 .59％的梯度载铜纳米纤维状 Na2Ti4O9层， 纤维呈准垂直于钛基体取向。 该双层 结构涂层与基体 之间无不连续界面， 具有高的结 合强度， 亲水性好， 在生理盐水中的耐蚀性强， 促 进细胞的黏附和生长， 接触 杀菌性高达97.22％， 本发明同时构建了一种铜原子 百分含量4.8％～ 8.59％的梯度载铜纳米纤维仿生涂层， 可适应不 同抗菌要求的环境。 权利要求书1页 说明书7页 附图6页 CN 115505915 A 2022.12.23 CN 115505915 A 1.一种梯度载铜纳米纤维涂层的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 1)钛基纳米纤维涂层的水 热制备 将纯钛样品浸泡在碱性混合溶液中， 在240℃～250℃的条件下进行水热处理2～3小 时， 即得到一种纳米纤维涂层； 2)梯度载铜纳米纤维涂层的水 热制备 将纳米纤维涂层置于CuCl2·2H2O溶液中， 在100℃～200℃的条件下进行二次水热处理 0.5～8小时， 即得到铜原子百分含量 4.8％～8.59％的梯度载铜纳米纤维涂层。 2.根据权利要求1所述的一种梯度载铜纳米纤维涂层的制备方法， 其特征在于， 所述步 骤1)中碱性混合溶 液由NaOH溶 液和过氧化氢按照体积比1： 4配制。 3.根据权利要求2所述的一种梯度载铜纳米纤维涂层的制备方法， 其特征在于， 所述 NaOH溶液的摩尔浓度为3～5M， 所述过氧化氢为分析纯试剂， 且过氧化氢的质量分数为 30％。 4.根据权利要求1所述的一种梯度载铜纳米纤维涂层的制备方法， 其特征在于， 所述步 骤1)具体为： 将碱性混合溶液注入 水热反应釜中， 溶液填充度为35％， 并将纯钛样品浸泡入 碱性混合溶 液中进行一次水 热处理， 在钛表面原位 生长出草 丛状纳米纤维涂层。 5.根据权利要求1所述的一种梯度载铜纳米纤维涂层的制备方法， 其特征在于， 所述步 骤2)中CuCl2·2H2O溶液的浓度为1mM 。 6.根据权利要求1所述的一种梯度载铜纳米纤维涂层的制备方法， 其特征在于， 所述步 骤2)具体 为： 将CuC l2·2H2O溶液注入水热反应釜中， 溶液填充度为30～40％， 并将一次水热 试样置于水热反应釜中， 进行二次水热处理， 得到均匀铺满钛基体表面的直立载铜纳米纤 维涂层。 7.一种梯度 载铜纳米纤维涂层， 其特征在于， 采用权利要求1 ‑6任一项所述的制备方法 制得。 8.根据权利要求7所述的一种梯度载铜纳米纤维涂层， 其特征在于， 所述梯度载铜纳米 纤维涂层为双层结构， 内层为致密结构， 表层为载铜Na2Ti4O9生物活性涂层， 呈纳米纤维状， 纤维取向准垂直于钛基 体。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115505915 A 2一种梯度载铜纳米纤维涂层及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 钛基金属材料表面处理技术领域， 特别涉及 一种梯度载铜纳 米纤维涂 层及其制备 方法。 背景技术 [0002]钛具有良好的生物相容性， 在人造骨、 髋或膝关节头假体、 整形外科等方面有重要 应用潜力。 但钛属于生物惰性材料， 在植入早期不能与骨形成化学结合， 也没有促进新骨形 成的能力， 治愈时间较长， 因此需对其进行表面生物活化改性。 铜是人体必需微量元素， 研 究表明适量的铜离子能有效促进骨组织再生和血管生成， 且具有良好的抗菌性能， 被广泛 用于生物材料改性。 铜参与人体的多项生理功能， 然而过量时会抑制细胞的生物学功能或 者对细胞产生毒性； 过低时又不能发挥良好的促成骨、 成血管和抗菌性能。 针对这一问题， 骨基质主要由胶原纤维和生长于其周围的HA构成， 呈纳米纤维形态， 细胞对此结构组态呈 独特的成骨效应。 即使是生物惰性材料， 细胞在植入材料表面的纳米纤维网络基面上 的附 着量不仅远高于同质致密基面， 也高于胶原致密基面。 纳米形态表面相比于微米形态更有 利于细胞的粘附和生长。 现有的等离子喷涂、 激光熔覆、 离子束增强沉积、 磁控溅射、 微弧氧 化等技术可在致密金属基体表面获得仿生涂层， 但得到的涂层 并不是纳米纤维状， 与骨基 质的结晶形态相距甚远， 致使其促进新骨形成的能力较低； 而且上述方法也无法完成不规 则表面钛基植入体的表面改性。 发明内容 [0003]本发明的目的在于提供一种梯度载铜纳米纤维涂层及其制备方法， 以克服现有技 术存在的缺陷， 本发明首先采用水热工艺使钛表面原位生长出草丛状Na2Ti4O9纳米纤维涂 层， 然后在特定的水热环境下对复相层进 行二次水热处理， 制备得到的纳米纤维涂层， 涂层 与基体之间无不连续界面， 具有很高的结合强度。 [0004]为达到上述目的， 本发明采用如下技 术方案： [0005]一种梯度载铜纳米纤维涂层的制备 方法， 包括以下步骤： [0006]1)钛基纳米纤维涂层的水 热制备 [0007]将纯钛样品浸泡在 碱性混合溶液中， 在240℃～250℃的条件下进行水热处理2～3 小时， 即得到一种纳米纤维涂层； [0008]2)梯度载铜纳米纤维涂层的水 热制备 [0009]将纳米纤维涂层置于CuCl2·2H2O溶液中， 在100℃～200℃的条件下进行二次水热 处理0.5～8小时， 即得到铜原子百分含量 4.8％～8.59％的梯度载铜纳米纤维涂层。 [0010]进一步地， 所述步骤1)中碱性混合溶液由NaOH溶液和过氧化氢按照体积比1： 4配 制。 [0011]进一步地， 所述NaOH溶液的摩尔浓度为3～5M， 所述过氧化氢为分析纯试剂， 且过 氧化氢的质量分数为3 0％。说　明　书 1/7 页 3 CN 115505915 A 3