一種內固定物及制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于骨折固定材料技術領域，特別涉及一種內固定物及制作方法。
【背景技術】
[0002]患者在發生骨折后，為使骨骼復位，促進愈合速度和愈合質量，常采用內固定治療法。內固定比單純外固定直接而有效，可以較好的保持骨折的解剖復位，特別在防止骨折端的剪式或旋轉性活動方面更為有效;另外，內固定物的支撐作用好，可以在術后少用或不用外固定，可以有效減少外固定的范圍和時間，內固定有利于傷肢的功能鍛煉和早期起床，減少因長期臥床引發的并發癥。但是內固定通常會采用鈷金屬，鈷金屬對細胞的毒性較大，植入人體后也可能弓I起過敏反應，甚至有致癌作用，在二次手術后取出的內固定物會生銹，可能會導致患者出現酸痛、酸脹不適等癥狀。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種性能好、使用壽命長且安全性高的內固定物。
[0004]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:一種內固定物，包括基體，基體上設有超細鉆石稀層，超細鉆石稀層的厚度小于3微米，內固定物上覆超細鉆石稀層，可提尚內固定物的生物相容性能，可以共價鍵方式結合人體組織相容性的分子界面層，能夠很好的與周圍組織結合，對周圍軟組織和骨骼不會造成傷害，內固定不會出現生銹現象，對人體細胞沒有毒性;覆上超細鉆石烯層后，可提高內固定物的機械強度和硬度，改善耐磨性能，可長期持久保持形狀，不易松動，延長內固定物的使用壽命;超細鉆石烯層由層片狀單晶結構的納米鉆石烯組成，納米鉆石烯的層與層之間有鈦粒子，保證鉆石烯本身性能外增加了導電新能。
[0005]超細鉆石烯層由層片狀單晶結構的納米鉆石烯組成，同一片層的碳原子之間為sp3軌道雜化碳鍵連接，層與層之間的碳原子之間為sp2雜化碳鍵連接，納米鉆石烯形貌為多層片狀結構，形貌可控，分散性好，無抱團團聚現象發生，且粒徑與片厚存在比例關系，同時同一片層的碳原子之間為sp3軌道雜化碳鍵連接，層與層之間的碳原子之間為sp2雜化碳鍵連接，sp2雜化軌道碳鍵為不飽和建，使層與層之間有許多電子空位，電子空位方便電子自由出入，能夠更好的與鈦粒子等進行結合;納米鉆石稀的晶格間距為0.21 nm;納米鉆石稀的平均粒徑為R，20 <R< 500nm，納米鉆石烯粒徑集中度高，粒徑范圍分布窄，粒徑為20-500nm，粒徑大小可控;納米鉆石烯的C含量為99?100%，結晶性非常強，對人體無毒副作用，可用于人體牙齒、骨頭、關節等仿生材質的制備以及其表面處理，在本發明中可有效提高內固定物的生物相容性。
[0006]內固定物的制作方法，包括以下步驟:1)采用超聲波法對基體進行表面凈化處理；2)采用真空離子鍍法給納米鉆石烯鍍覆鈦粒子，獲得改性納米鉆石烯;3)采用復合電鍍法，將改性鉆石烯鍍覆于步驟1)處理后的基體表面，形成帶有超細鉆石烯層的內固定物。
[0007]步驟1)中超聲波法的工藝參數為:使用頻率為40 kHz -50kHz，環境溫度為45°C_60°C，處理時間為lmin-2min，乳化劑采用濃度為25g/L-30 g/L的Na3P04和濃度為5g/L_10g/L的乳化劑OP。
[0008]步驟2)中鍍覆工藝參數為:基體溫度80°C_100°C，本底真空度(4-5)X10_3Pa，反應氣體采用濃度為99.99%的吧，基體負偏壓50￥-200￥，離子化電源電流為60011^-80011^，鍍覆時間為5min-10min，鈦粒子在真空離子鍍的工藝過程中，由于不飽和鉆石稀材料本身具有吸附力，被鍍覆于納米鉆石烯多層片狀的層與層之間。
[0009]步驟3)中復合電鍍采用恒溫方式；用調速電動攪拌器將攪拌速度調至為100r/min-1400r/min，連續攪拌溶液使納米鉆石稀懸浮于電鍍液中；電鍍時間為40min-60min，電鍍溫度為50°C_60°C，電流密度為0.5A/dm2-lA/dm2，電鍍液PH值為3.5-4，經過電鍍后，在內固定物基體的表面形成超細鉆石烯層，形成的鍍層表面光潔，硬度高且耐磨，使用壽命長。
[0010]納米鉆石烯的制備工藝，包括以下步驟:
酸洗提純:將金剛石原料粉碎成8000目以上的細粉，依次采用濃硫酸與濃硝酸混合液、稀鹽酸、氫氟酸對該細粉酸洗，然后使用去離子水清洗至清洗液pH接近于7;分選:將清洗后的物料進行離心分離，取上層液體進行1-5天沉淀分選，去除上層清液，將下層沉淀物干燥后即得成品納米鉆石烯。
[0011]酸洗步驟前進行球磨整形和氣流破碎，先將金剛石原料球磨整形并篩分出800目以上的細料;再將該細料輸送至氣流破碎機內粉碎并篩分出8000目以上的細粉。
[0012]在球磨整形步驟，金剛石經球磨整形桶的篩網篩出70目以上的顆粒，破碎時間為l-5h;該顆粒經多級振篩機篩分出800目以上的細料，振篩時間為30min-2h;在球磨整形步驟，篩分出的800目以上的細料重復過篩一次以上；在球磨整形步驟，70目以下的粗料返回球磨整形桶進行重新破碎;篩余物返回氣流破碎機進行重新破碎;分選步驟中，離心時間為30min-2h，轉速為8000rpm-15000rpm;濃硫酸與濃硝酸混合液由質量分數為98%濃硫酸和質量分數為10%濃硝酸按照質量比為5:1混合而成;采用上述方法制備的納米鉆石烯，為層片狀單晶結構，同一片層的碳原子之間為sp3軌道雜化碳鍵連接，層與層之間的碳原子之間為sp2雜化碳鍵連接;粒度為20-500nm，C含量為99?100%，晶格間距為0.21nmo
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明中實施例1的結構示意圖；
圖2是納米鉆石烯的XRD譜圖；
圖3是納米鉆石稀的TEM分析圖；
圖4是納米鉆石烯的MAS-NMR譜圖；
圖5是納米鉆石烯的原子軌道示意圖；
圖6是納米鉆石稀的Raman光譜。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
一種內固定物，如圖1所示，包括基體1，基體1上設有超細鉆石烯層2，超細鉆石烯層2中包括層片狀單晶結構的納米鉆石烯，納米鉆石烯的層與層之間有鈦粒子;超細鉆石烯層2的厚度為2.8微米。超細鉆石烯層2包括層片狀單晶結構的納米鉆石烯組成，同一片層的碳原子之間為sp3軌道雜化碳鍵連接，層與層之間的碳原子之間為sp2雜化碳鍵連接;納米鉆石烯的晶格間距為0.21nm;納米鉆石烯的平均粒徑R為20nm;納米鉆石烯的C含量為99?100%。
[0015]內固定物的制作方法，其特征在于:包括以下步驟:1)采用超聲波法對基體1進行表面凈化處理;2)采用真空離子鍍法給納米鉆石烯鍍覆鈦粒子，獲得改性納米鉆石烯;3)采用復合電鍍法，將改性鉆石烯鍍覆于步驟1)處理后的基體表面，形成帶有超細鉆石烯層2的內固定物。
[0016]步驟1)中超聲波法的工藝參數為:使用頻率為40 kHz -50kHz，環境溫度為45°C_60°C，處理時間為lmin-2min，乳化劑采用濃度為25g/L-30 g/L的Na3P04和濃度為5g/L_10g/L的乳化劑0P。
[0017]步驟2)中鍍覆工藝參數為:基體溫度80°C_100°C，本底真空度(4-5)X10_3Pa，反應氣體采用濃度為99.99%的吧，基體負偏壓50￥-200￥，離子化電源電流為60011^-80011^，鍍覆時間為5min-10min，鈦粒子在真空離子鍍的工藝過程中，由于不飽和鉆石稀材料本身具有吸附力，被鍍覆于納米鉆石烯多層片狀的層與層之間。
[0018]步驟3)中復合電鍍采用恒溫方式；用調速電動攪拌器將攪拌速度調至為100r/min-1400r/min，連續攪拌溶液使納米鉆石稀懸浮于電鍍液中；電鍍時間為40min-60min，電鍍溫度為50°C_60°C，電流密度為0.5A/dm2-lA/dm2，電鍍液PH值為3.5-4。
[0019]實施例2
一種內固定物，其結構與實施例一保持一致，與實施例一的區別在于:超細鉆石烯層2的厚度為2.5微米，納米鉆石稀的平均粒徑R為500nm。
[0020]實施例3
一種內固定物，其結構與實施例一保持一致，與實施例一的區別在于:超細鉆石烯層2的厚度為2微米，納米鉆石稀的平均粒徑R為300nm。
[0021 ] 實施例4
一種內固定物，其結構與實施例一保持一致，與實施例一的區別在于:超細鉆石烯層2的厚度為1.5微米，納米鉆石稀的平均粒徑R為200nm。
[0022]實施例5
一種內固定物，其結構與實施例一保持一致，與實施例一的區別在于:超