一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料的制作方法

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1.本发明涉及一种涂层材料，具体为一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，属于材料科学与生物医学技术领域。

背景技术：

2.生物医用材料是保障人类健康的必需品，对当代医疗技术和保健系统的革新和发展具有引导作用，与生物医用材料相关的研究也越来越得到重视。传统以金属材料制备的人体植入骨在力学性能上有着优异的表现，但这些材料是生物惰性的。而理想的人体植入骨材料不仅要满足力学性能的要求，还要具有优异的抗菌性能、生物活性和生物相容性，骨修复及替换手术是在大气环境下进行，易将空气中、患者或术者体表的葡萄球菌、绿脓杆菌等病原微生物带入手术部位，从而诱发植入体相关感染。感染一旦发生，将给患者带来极大的痛苦，并将面临翻修手术。为了预防骨植入体相关感染，越来越多的研究关注于植入体的抗菌性能。除了使用抗生素骨水泥预防感染外，局部抗菌方法研究目前主要集中在植入物表面的抗菌涂层，其中加载无机抗菌剂(银、锌或铜)或相应金属离子的生物活性陶瓷涂层被较广泛的研究。

技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，抗菌效果好，稳定性强。
4.本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，包括如下制备步骤：
5.s1：使用分析天平称量10～15g的硅酸钙微粉；
6.s2：在硅酸钙微粉中加入4～7g的造孔剂均匀混合；
7.s3：加入5～7g浓度为6～10％的粘结剂，混匀在钢模中干压成型，制成多孔素坯，最终在煅烧炉中下煅烧2～4小时，形成钙-硅基纳米涂层；
8.s4：在s3中形成的钙-硅基涂层中加入0.1～0.3g银粉，充分混合制成抗菌活性的生物纳米复合涂层
9.s5：在s4中加入0.1～0.3g抗生素骨水泥，充分混合制成抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层。
10.优选的，所述的造孔剂由聚乙二醇、聚乙烯醇、石蜡和聚苯乙烯一二乙烯相同比例均匀混合。
11.优选的，所述粘结剂为聚乙烯醇和聚碳酸醋中的一种或多种材料组成。
12.优选的，所述造孔剂由聚乙二醇和石墨烯中的一种或多种材料组成。
13.优选的，所述钢模中的压力为5～10mpa。
14.优选的，所述煅烧炉中的温度为900-1400℃。
15.本发明的有益效果是：通过在硅酸钙微粉中加入的造孔剂均匀混合，加入粘结剂，
混匀在钢模中干压成型，制成多孔素坯，最终在煅烧炉中下煅烧，形成钙-硅基纳米涂层在钙-硅基纳米涂层中，通过加入抑菌材料，对比没有添加抑菌材料的钙-硅基纳米涂层，添加了银粉或者抗生素骨水泥的钙-硅基纳米涂层其菌落数变化较小，其抑菌效果好，而同时加入两种材料的钙-硅基纳米涂层，其表面菌落数没有明显的增加，其抑菌效果显著。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.实施例1：
18.一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，包括如下制备步骤：
19.s1：使用分析天平称量10g的硅酸钙微粉；
20.s2：在硅酸钙微粉中加入4g的造孔剂均匀混合；
21.s3：加入5g浓度为6％的粘结剂，混匀在钢模中干压成型，制成多孔素坯，最终在煅烧炉中下煅烧2小时，形成钙-硅基纳米涂层。
22.s4：在s3中加入0.1g抗生素骨水泥，充分混合制成抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层。
23.作为本发明的一种技术优化方案，所述的造孔剂由聚乙二醇、聚乙烯醇、石蜡和聚苯乙烯一二乙烯相同比例均匀混合。
24.作为本发明的一种技术优化方案，所述粘结剂为聚乙烯醇和聚碳酸醋中的一种或多种材料组成。
25.作为本发明的一种技术优化方案，所述造孔剂由聚乙二醇和石墨烯中的一种或多种材料组成。
26.作为本发明的一种技术优化方案，所述钢模中的压力为5mpa。
27.作为本发明的一种技术优化方案，所述煅烧炉中的温度为1200℃。
28.实施例2：
29.一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，包括如下制备步骤：
30.s1：使用分析天平称量10g的硅酸钙微粉；
31.s2：在硅酸钙微粉中加入4g的造孔剂均匀混合；
32.s3：加入5g浓度为6％的粘结剂，混匀在钢模中干压成型，制成多孔素坯，最终在煅烧炉中下煅烧2小时，形成钙-硅基纳米涂层；
33.s4：在s3中形成的钙-硅基涂层中加入0.1g银粉，充分混合制成抗菌活性的生物纳米复合涂层。
34.作为本发明的一种技术优化方案，所述的造孔剂由聚乙二醇、聚乙烯醇、石蜡和聚苯乙烯一二乙烯相同比例均匀混合。
35.作为本发明的一种技术优化方案，所述粘结剂为聚乙烯醇和聚碳酸醋中的一种或多种材料组成。
36.作为本发明的一种技术优化方案，所述造孔剂由聚乙二醇和石墨烯中的一种或多
种材料组成。
37.作为本发明的一种技术优化方案，所述钢模中的压力为5mpa。
38.作为本发明的一种技术优化方案，所述煅烧炉中的温度为1200℃。
39.实施例3：
40.一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，包括如下制备步骤：
41.s1：使用分析天平称量10g的硅酸钙微粉；
42.s2：在硅酸钙微粉中加入4g的造孔剂均匀混合；
43.s3：加入5g浓度为6％的粘结剂，混匀在钢模中干压成型，制成多孔素坯，最终在煅烧炉中下煅烧2小时，形成钙-硅基纳米涂层；
44.s4：在s3中形成的钙-硅基涂层中加入0.1g银粉，充分混合制成抗菌活性的生物纳米复合涂层
45.s5：在s4中加入0.1～0.3g抗生素骨水泥，充分混合制成抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层。
46.作为本发明的一种技术优化方案，所述的造孔剂由聚乙二醇、聚乙烯醇、石蜡和聚苯乙烯一二乙烯相同比例均匀混合。
47.作为本发明的一种技术优化方案，所述粘结剂为聚乙烯醇和聚碳酸醋中的一种或多种材料组成。
48.作为本发明的一种技术优化方案，所述造孔剂由聚乙二醇和石墨烯中的一种或多种材料组成。
49.作为本发明的一种技术优化方案，所述钢模中的压力为5～10mpa。
50.作为本发明的一种技术优化方案，所述煅烧炉中的温度为900-1400℃。
51.对比实施例：
52.一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，包括如下制备步骤：
53.s1：使用分析天平称量10g的硅酸钙微粉；
54.s2：在硅酸钙微粉中加入4g的造孔剂均匀混合；
55.s3：加入5g浓度为6％的粘结剂，混匀在钢模中干压成型，制成多孔素坯，最终在煅烧炉中下煅烧2小时，形成钙-硅基纳米涂层。
56.作为本发明的一种技术优化方案，所述的造孔剂由聚乙二醇、聚乙烯醇、石蜡和聚苯乙烯一二乙烯相同比例均匀混合。
57.作为本发明的一种技术优化方案，所述粘结剂为聚乙烯醇和聚碳酸醋中的一种或多种材料组成。
58.作为本发明的一种技术优化方案，所述造孔剂由聚乙二醇和石墨烯中的一种或多种材料组成。
59.作为本发明的一种技术优化方案，所述钢模中的压力为50mpa。
60.作为本发明的一种技术优化方案，所述煅烧炉中的温度为1200℃。
61.在琼脂板中将上述实施例中钙-硅基纳米涂层培养24小时菌落数实验 (初始菌落数为4)，结果如表1所示：
[0062] 菌落数抑菌率效果实施例1975％好
实施例21070％好实施例3595％非常好对比实施例240％差
[0063]
表1
[0064]
综合表1中的数据可以得出，对比没有添加抑菌材料的钙-硅基纳米涂层，添加了银粉或者抗生素骨水泥的钙-硅基纳米涂层其菌落数变化较小，其抑菌效果好，而同时加入两种材料的钙-硅基纳米涂层，其表面菌落数没有明显的增加，其抑菌效果显著。
[0065]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
[0066]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

1.一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，其特征在于：包括如下制备步骤：s1：使用分析天平称量10～15g的硅酸钙微粉；s2：在硅酸钙微粉中加入4～7g的造孔剂均匀混合；s3：加入5～7g浓度为6～10％的粘结剂，混匀在钢模中干压成型，制成多孔素坯，最终在煅烧炉中下煅烧2～4小时，形成钙-硅基纳米涂层；s4：在s3中形成的钙-硅基涂层中加入0.1～0.3g银粉，充分混合制成抗菌活性的生物纳米复合涂层s5：在s4中加入0.1～0.3g抗生素骨水泥，充分混合制成抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层。2.根据权利要求1所述的一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，其特征在于：所述的造孔剂由聚乙二醇、聚乙烯醇、石蜡和聚苯乙烯一二乙烯相同比例均匀混合。3.根据权利要求1所述的一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，其特征在于：所述粘结剂为聚乙烯醇和聚碳酸醋中的一种或多种材料组成。4.根据权利要求1所述的一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，其特征在于：所述造孔剂由聚乙二醇和石墨烯中的一种或多种材料组成。5.根据权利要求1所述的一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，其特征在于：所述钢模中的压力为5～10mpa。6.根据权利要求1所述的一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，其特征在于：所述煅烧炉中的温度为900-1400℃。

技术总结

本发明公开了一种新型抗菌活性的多功能生物纳米复合涂层材料，包括硅酸钙微粉、造孔剂和粘结剂。本发明的有益效果是：通过在硅酸钙微粉中加入的造孔剂均匀混合，加入粘结剂，混匀在钢模中干压成型，制成多孔素坯，最终在煅烧炉中下煅烧，形成钙-硅基纳米涂层在钙-硅基纳米涂层中，通过加入抑菌材料，对比没有添加抑菌材料的钙-硅基纳米涂层，添加了银粉或者抗生素骨水泥的钙-硅基纳米涂层其菌落数变化较小，其抑菌效果好，而同时加入两种材料的钙-硅基纳米涂层，其表面菌落数没有明显的增加，其抑菌效果显著。其抑菌效果显著。