一种表面改性生物医用镍钛合金及其制备方法和应用
阅读：6发布：2020-10-30
专利汇可以提供一种表面改性生物医用镍钛合金及其制备方法和应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种表面改性 生物 医用镍 钛 合金 及其制备方法和应用，所述表面改性 镍钛合金 材料表面主要成分为硒掺杂的镍钛层状双氢 氧 化物。本发明的表面改性镍钛合金材料其表面由硒掺杂的镍钛层状双氢氧化物改性层构成。在该改性层中，镍钛层状双氢氧化物本身可以产生羟基自由基，具有一定的选择性抑癌抗菌作用。掺杂硒以后，硒具有一定的还原性，会与镍钛层状双氢氧化物产生的羟基自由基发生反应，因此通过调节硒的掺杂量可实现对材料羟基自由基释放量的调控，进而调节材料的抑癌抗菌能 力 。，下面是一种表面改性生物医用镍钛合金及其制备方法和应用专利的具体信息内容。
1.一种具有选择性抑癌抗菌作用的表面改性镍钛合金材料，其特征在于，所述表面改性镍钛合金材料表面主要成分为硒掺杂的镍钛层状双氢氧化物。
2.根据权利要求1所述的具有选择性抑癌抗菌作用的表面改性镍钛合金材料，其特征在于，所述硒掺杂的镍钛层状双氢氧化物是原位生成的。
3.根据权利要求1或2所述的具有选择性抑癌抗菌作用的表面改性镍钛合金材料，其特征在于，所述硒掺杂的镍钛层状双氢氧化物中硒以硒酸根离子和/或亚硒酸根离子的形式掺杂于镍钛层状双氢氧化物板层之间，其掺杂量为1～8 at.%，优选为3.0～4.0 at.%。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有选择性抑癌抗菌作用的表面改性镍钛合金材料，其特征在于，所述表面改性镍钛合金材料的表面为片状的纳米结构，其中纳米片的长度和宽度为150～250 nm，厚度为20～40 nm。
5.一种权利要求1至4中任一项所述的具有选择性抑癌抗菌作用的表面改性镍钛合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将镍钛合金置于含有纳米红硒的强碱溶液中进行水热处理；
（2）将经所述水热处理的镍钛合金材料于酸中浸泡进行酸处理。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述含有纳米红硒的强碱溶液是将纳米红硒溶胶与强碱溶液混合而成，所述纳米红硒溶胶是通过碱热处理灰硒粉末而得到。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述纳米红硒溶胶的制备包括：将一定量的灰硒粉末置于水热釜内，以强碱为反应介质进行水热处理，所述强碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液，浓度为5～15M，水热处理的温度为60～100℃，时间为10～18小时，反应釜填充度为30～80%。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述含有-4
纳米红硒的强碱溶液中，纳米红硒的浓度为0.5～2×10 M，强碱溶液为氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液，强碱溶液的浓度为2.5～15M，水热处理的温度为80～160℃，时间为8～16小时，反应釜填充度为40～80%。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述酸处理中，酸为浓度为0.05～0.2M的盐酸、硝酸或硫酸，浸泡时间为0.5～4小时，浸泡消耗的酸量为3～
2
10 mL/cm。
10.一种权利要求1至4中任一项所述的具有选择性抑癌抗菌作用的表面改性镍钛合金材料在制造与肿瘤组织接触的医用镍钛合金器件中的应用。
一种表面改性生物医用镍钛合金及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及一种表面改性的医用镍钛合金材料及其表面改性方法和应用，具体说，是涉及一种先通过碱热处理制备红色纳米硒溶胶，并进一步将镍钛合金浸泡于含有上述纳米硒溶胶的强碱介质中进行水热处理，从而对镍钛合金进行表面改性的方法，属于金属材料表面改性技术领域。
背景技术
[0002] 镍钛合金具有良好的生物相容性及独特的形状记忆效应，是制备医用支架的重要材料，被广泛的应用在由于恶性肿瘤造成的胆管、食道、气管、支气管阻塞的姑息性治疗中(Radiology 1993,187:661-665.)。但镍钛本身并不具备抑癌抗菌的特性，在支架植入人体之后，由于细菌感染和恶性肿瘤的侵袭，极易造成支架的再阻塞。频繁的对支架进行更换极大的增加了病患的痛苦，降低了其生命质量。因此，如何实现材料对癌细胞和细菌的选择性杀伤，成为植入材料研究热点之一。
[0003] 层状双氢氧化物具有独特阴离子交换能力且生物相容性优异，目前被广泛应用于生物材料领。通过碱热处理在镍钛合金表面构建的镍钛层状双氢氧化物，被证实可对癌细胞实现选择性的杀伤。研究表明镍钛层状双氢氧化物的抑癌能力与材料表面镍含量有关，镍含量越高则其抗癌能力越强。但由于镍是一种致敏性元素，过量的镍释放必然会阻碍其在生物材料领域的应用与发展。此外，抗菌能力也是评价生物材料性能的重要指标，而目前尚未出现有关镍钛层状双氢氧化物抗菌性能的研究报道。
[0004] 硒作为一种重要的生命元素，在维持人体健康方面发挥重要作用。研究表明硒具有抑癌抗菌的能力，是一种天然的无机抑癌抗菌剂(Biomaterials 2014,35:1572-1583)。但是目前还未出现将硒引入镍钛合金表面的报道。
发明内容
[0005] 针对现有技术存在的问题，本发明人经研究发现通过水热法在镍钛合金表面构建硒掺杂镍钛层状双氢氧化物，可在提高材料抑癌能力的同时赋予材料广谱的抗菌能力，以满足与肿瘤组织接触的生物医用器械对材料的特殊要求。
[0006] 本发明为了解决现有的医用镍钛合金存在的不能抑癌抗菌，易造成其所制备的医疗器件发生梗阻的问题，提供一种可实现选择性抑癌抗菌的表面改性镍钛合金材料及其制备方法和应用。
[0007] 在此，一方面，本发明提供一种具有选择性抑癌抗菌能力的表面改性镍钛合金，其表面改性层成分为硒掺杂镍钛层状双氢氧化物。
[0008] 本发明的表面改性镍钛合金材料其表面由硒掺杂的镍钛层状双氢氧化物改性层构成。在该改性层中，镍钛层状双氢氧化物本身可以产生羟基自由基，具有一定的选择性抑癌抗菌作用。掺杂硒以后，硒具有一定的还原性，会与镍钛层状双氢氧化物产生的羟基自由基发生反应，因此通过调节硒的掺杂量可实现对材料羟基自由基释放量的调控，进而调节材料的抑癌抗菌能力。此外由于硒本身就具有较好的抑癌抗菌功能，掺硒以后使得材料的选择性抑癌抗菌能力得以加强。
[0009] 较佳地，所述硒掺杂的镍钛层状双氢氧化物是原位生成的。
[0010] 较佳地，所述硒掺杂的镍钛层状双氢氧化物中硒以硒酸根离子和/或亚硒酸根离子的形式掺杂于镍钛层状双氢氧化物板层之间，其掺杂量为1～8at.％，优选为3.0～4.0at.％。
[0011] 较佳地，所述表面改性镍钛合金材料的表面为片状的纳米结构，其中纳米片的长度和宽度为150～250nm，厚度为20～40nm。
[0012] 另一方面，本发明还提供上述具有选择性抑癌抗菌功能的表面改性镍钛合金的制备方法，包括以下步骤：(1)将镍钛合金置于含有纳米红硒的强碱溶液中进行水热处理；
(2)将经所述水热处理的镍钛合金材料于酸中浸泡进行酸处理。
(2)将经所述水热处理的镍钛合金材料于酸中浸泡进行酸处理。
[0013] 本发明将反应活性高安全性较好的红色纳米硒引入强碱介质中，通过水热法直接在镍钛合金表面原位生成了硒掺杂的镍钛层状双氢氧化物。之后通过酸处理除去材料表面的杂质。本发明的制备方法简单易行，成本低廉，稳定性好，安全性高。
[0014] 较佳地，所述含有纳米红硒的强碱溶液是将纳米红硒溶胶与强碱溶液混合而成，所述纳米红硒溶胶是通过碱热处理灰硒粉末而得到。本发明通过碱热的方式将反应活性较低、毒性较大的灰硒转变反应活性高安全性较好的红色纳米硒溶胶，之后将纳米红色硒溶胶引入强碱介质中，这样可以防止纳米红硒发生聚沉从而再次转变为灰硒。
[0015] 较佳地，所述纳米红硒溶胶的制备包括：将一定量的灰硒粉末置于水热釜内，以强碱为反应介质进行水热处理，所述强碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液，浓度为5～15M，水热处理的温度为60～100℃，时间为10～18小时，反应釜填充度为30～80％。
[0016] 较佳地，步骤(1)中，所述含有纳米红硒的强碱溶液中，纳米红硒的浓度为0.5～-42×10 M，强碱溶液为氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液，强碱溶液的浓度为2.5～15M，水热处理的温度为80～160℃，时间为8～16小时，反应釜填充度为40～80％。
[0018] 再一方面，本发明还提供了上述具有选择性抑癌抗菌作用的表面改性镍钛合金在与肿瘤组织接触的医用镍钛合金器件中的应用。
[0019] 本发明的表面改性镍钛合金可差异性的调控正常细胞、癌细胞和细菌的生物学行为。细胞增殖实验表明，经改性的镍钛合金对癌细胞RBE的增殖产生了明显的抑制作用而对正常细胞HIBEpic的增殖并无明显负面影响。平板计数结果表明本发明的表面改性镍钛合金对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均表现出优异的抗菌能力。能够满足与肿瘤组织接触的医用镍钛合金器件对材料抑癌抗菌能力方面的要求。附图说明
[0020] 图1是经实施例1处理后得到的红色纳米硒的扫描电镜形貌图(a)和与之相对应的EDS谱图(b)；图2是经实施例1处理后得到的红色纳米硒溶胶的照片，从图中可看出所制备溶胶具有丁达尔效应；
图3是经本发明改性处理后的镍钛合金表面的扫描电镜形貌图。图中LDH是指以5M-4
氢氧化钠碱热处理得到的样品，Se-LDH表示在碱热体系中掺入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品；
图4是经本发明改性处理后的镍钛合金表面的EDS图谱。图中LDH是指以5M氢氧化-4
钠碱热处理得到的样品，Se-LDH表示在碱热体系中掺入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品；
图5是经本发明改性处理后的镍钛合金表面的XRD图谱。图中LDH表示是指以5M氢-4
氧化钠碱热处理得到的样品，Se-LDH表示在碱热体系中掺入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品；
图6是经实施例3改性处理后的镍钛合金表面的硒的XPS高分辨图谱；
图7是经本发明改性处理后的样品的硒释放情况。图中LDH是指以5M氢氧化钠碱热-4
处理得到的样品，Se-LDH表示在碱热体系中掺入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品；
图8是经本发明改性处理前后的镍钛合金抗金黄色葡萄球菌的实验结果。图中对照样为未处理的镍钛合金，LDH是指以5M氢氧化钠碱热处理得到的样品，Se-LDH表示在碱热体-4
系中掺入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品；
图9是经本发明改性处理前后的镍钛合金抗大肠杆菌的实验结果。图中对照样为未处理的镍钛合金，LDH是指以5M氢氧化钠碱热处理得到的样品，Se-LDH表示在碱热体系中掺-4
入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品；
图10是经本发明改性处理前后的镍钛合金对癌细胞和正常细胞增殖的影响。图中对照样为未处理的镍钛合金，LDH是指以5M氢氧化钠碱热处理得到的样品，Se-LDH表示在碱-4
热体系中掺入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品。
图3是经本发明改性处理后的镍钛合金表面的扫描电镜形貌图。图中LDH是指以5M-4
氢氧化钠碱热处理得到的样品，Se-LDH表示在碱热体系中掺入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品；
图4是经本发明改性处理后的镍钛合金表面的EDS图谱。图中LDH是指以5M氢氧化-4
钠碱热处理得到的样品，Se-LDH表示在碱热体系中掺入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品；
图5是经本发明改性处理后的镍钛合金表面的XRD图谱。图中LDH表示是指以5M氢-4
氧化钠碱热处理得到的样品，Se-LDH表示在碱热体系中掺入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品；
图6是经实施例3改性处理后的镍钛合金表面的硒的XPS高分辨图谱；
图7是经本发明改性处理后的样品的硒释放情况。图中LDH是指以5M氢氧化钠碱热-4
处理得到的样品，Se-LDH表示在碱热体系中掺入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品；
图8是经本发明改性处理前后的镍钛合金抗金黄色葡萄球菌的实验结果。图中对照样为未处理的镍钛合金，LDH是指以5M氢氧化钠碱热处理得到的样品，Se-LDH表示在碱热体-4
系中掺入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品；
图9是经本发明改性处理前后的镍钛合金抗大肠杆菌的实验结果。图中对照样为未处理的镍钛合金，LDH是指以5M氢氧化钠碱热处理得到的样品，Se-LDH表示在碱热体系中掺-4
入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品；
图10是经本发明改性处理前后的镍钛合金对癌细胞和正常细胞增殖的影响。图中对照样为未处理的镍钛合金，LDH是指以5M氢氧化钠碱热处理得到的样品，Se-LDH表示在碱-4
热体系中掺入1×10 M红色纳米硒碱热处理后得到的样品。
具体实施方式
[0021] 以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图及下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
[0022] 本发明的表面改性镍钛合金材料的表面改性层成分为硒掺杂镍钛层状双氢氧化物。在该改性层中，镍钛层状双氢氧化物本身可以产生羟基自由基，具有一定的选择性抑癌抗菌作用。硒具有一定的还原性，会与镍钛层状双氢氧化物产生的羟基自由基发生反应，因此通过调节硒的掺杂量可实现对材料羟基自由基释放量的调控，进而调节材料的抑癌抗菌能力。本发明中，硒的掺杂量可为1～8at.％，优选为3.0～4.0at.％。若掺杂量低于1at.％，则硒释放量过低，不能表现出抗菌性能，若掺杂量高于8at.％，则硒释放量过大会对正常细胞产生较强的毒性。此外由于硒本身就具有较好的抑癌抗菌功能，掺硒以后使得材料的选择性抑癌抗菌能力得以加强。
[0023] 硒可以以硒酸根离子和/或亚硒酸根离子的形式掺杂于镍钛层状双氢氧化物板层之间，而不影响镍钛层状双氢氧化物的形貌和晶型。因此，在表面改性层中，主晶相为镍钛层状双氢氧化物。
[0024] 硒掺杂镍钛层状双氢氧化物可以是在镍钛合金表面原位形成。镍钛合金中，未改性部分的镍钛原子数比为1：1，改性表面具有高镍钛比，镍钛原子数比可为(1.5～10)：1，优选为(3.5～10)：1。
[0025] 表面改性层可呈现为片状的纳米片结构，且分布均匀。因此表面改性层可产生高效且均匀的作用。纳米片的长度和宽度可为150～250nm，厚度可为20～40nm。纳米片之间的间距可为20～100nm。
[0026] 所掺杂的硒可以是以纳米红硒溶胶的形式引入反应体系。纳米红硒溶胶反应活性高安全性较好，可以安全且容易地实现硒掺杂。
[0027] 在一个实施方式中，本发明的表面改性镍钛合金的制备方法包括：先通过碱热处理灰硒粉末得到纳米红硒溶胶；进一步将镍钛合金置于含有一定量上述纳米红硒溶胶的强碱溶液中进行水热处理；最后对所得到的样品进行酸处理。
[0028] 纳米红硒可通过如下方法制备：将一定量的灰硒粉末置于水热釜内，以强碱为反应介质进行水热处理。所述的强碱可为氢氧化钠或氢氧化钾溶液，浓度为5～15M，温度为60～100℃，时间为10～18小时，反应釜填充度为30～80％。灰硒粉末与强碱溶液的用量比可为：每1g灰硒粉末使用10～15mL强碱溶液。在制得的纳米红硒溶胶中，硒颗粒的粒径为500nm左右。
[0029] 在上述制备硒掺杂镍钛层状双氢氧化物过程中所采用的水热反应中，将上述制得的纳米红硒溶胶加入强碱溶液中以形成含有一定量纳米红硒溶胶的强碱溶液，其中，加入-4的红色硒溶胶浓度为0.5～2×10 M，作为水热介质的强碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾，浓-4
度为2.5～15M，纳米红硒的终浓度为0.5～2×10 M。将镍钛合金置于含有一定量上述纳米红硒溶胶的强碱溶液中进行水热处理。水热处理的温度为80～160℃，时间为8～16小时，反应釜填充度为40～80％。作为镍钛合金，可以是常用的医用镍钛合金，其中镍钛原子数比可为1:1。通过调节水热处理参数例如碱浓度等，可以调节表面镍钛比。通过调节纳米红硒的浓度，可以调节硒的掺杂量。
度为2.5～15M，纳米红硒的终浓度为0.5～2×10 M。将镍钛合金置于含有一定量上述纳米红硒溶胶的强碱溶液中进行水热处理。水热处理的温度为80～160℃，时间为8～16小时，反应釜填充度为40～80％。作为镍钛合金，可以是常用的医用镍钛合金，其中镍钛原子数比可为1:1。通过调节水热处理参数例如碱浓度等，可以调节表面镍钛比。通过调节纳米红硒的浓度，可以调节硒的掺杂量。
[0030] 所述酸处理中，所述酸可为浓度为0.05～0.2M的盐酸、硝酸或硫酸，浸泡时间可2 2
为0.5～4小时，浸泡消耗的酸量可为3～10mL/cm(即每cm镍钛合金所消耗的酸的体积)。另外，在将碱处理后的镍钛合金进行酸处理之前，可先将其进行洗涤处理。
为0.5～4小时，浸泡消耗的酸量可为3～10mL/cm(即每cm镍钛合金所消耗的酸的体积)。另外，在将碱处理后的镍钛合金进行酸处理之前，可先将其进行洗涤处理。
[0031] 本实施方式首先通过碱热的方式将反应活性较低、毒性较大的灰硒转变反应活性高安全性较好的红色纳米硒溶胶。之后将纳米红色硒溶胶引入强碱介质中，通过水热法直接在镍钛合金表面原位生成了硒掺杂的镍钛层状双氢氧化物。之后通过酸处理除去材料表面的杂质。但是，应理解，本发明的制备方法不限于此，例如，作为硒源，可以不自行制备，而是直接购自商用红硒，再将红硒均匀分散于强碱溶液中。又，也可以调节制备红硒溶胶时强碱溶液的使用量，以使制得的红硒溶胶直接用于硒掺杂镍钛层状双氢氧化物的制备，即直接将镍钛合金置于该红硒溶胶中进行水热处理。也就是说，只要将镍钛合金置于含有纳米红硒的强碱溶液中进行水热处理即可。
[0032] 本发明改性得到的材料表现出较好的选择性抑癌作用，即其可有效抑制癌细胞RBE的增殖，但对正常细胞HIBEpic的增殖并没有明显负面影响。同时，改性后的镍钛合金表现出较好的抗菌能力。平板计数的结果均表明改性后的材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制能力均有极大的提高。本发明赋予了镍钛合金选择性的抑癌抗菌作用，可被广泛应用于与肿瘤组织接触的镍钛合金医疗器械的表面改性。
[0033] 下面进一步例举实施例以详细说明本发明。应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，而不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
[0034] 实施例1将2.76g灰硒粉末置于容量为100mL的水热釜之中，以35mL浓度为5M氢氧化钠为反应介质进行水热处理。水热温度为80℃，反应时间为12h。
[0035] 图1是经过该实施例处理后的到的红色纳米硒的扫描电镜电镜图片以及与之相对应的能谱图片，从图中可以看到所制备的红色纳米硒溶胶中硒颗粒的粒径为在500nm左右，成分为单质硒。图2为所制得的红色纳米硒溶胶的照片，从图中可以看到明显的丁达尔效应，进一步证实通过该实施例可成功制备红色纳米硒溶胶。
[0036] 实施例2将直径为12mm厚度为1mm的镍钛圆片，依次用酒精、去离子水和超声清洗干净，每次
15min。以5M氢氧化钠作为介质进行水热处理，水热温度为120℃，时间为8h。水热后用大量去离子水涮洗，之后先后进行酸处理。酸处理时，将样品浸泡于0.1M稀盐酸中，稀盐酸的用量为每片样品对应于5mL稀盐酸。浸泡时间为2h。
15min。以5M氢氧化钠作为介质进行水热处理，水热温度为120℃，时间为8h。水热后用大量去离子水涮洗，之后先后进行酸处理。酸处理时，将样品浸泡于0.1M稀盐酸中，稀盐酸的用量为每片样品对应于5mL稀盐酸。浸泡时间为2h。
[0037] 图3(LDH)是经本实施例改性处理得到的镍钛表面形貌的低倍和高倍扫描电镜图片，从图中可以看到，处理后表面呈现为片状的纳米结构，纳米片的长度和宽度均为200nm左右，厚度在20～40nm左右，且分布均匀。图4(LDH)给出了经本实施例处理后样品表面的EDS图片，从图中可以看出，经过处理之后材料表面主要包含三种元素分别为氧、镍和钛。图5(LDH)是经本实施例改性处理得到的材料表面的XRD谱图，从图中可以看到对应于镍钛层状双氢氧化物中(003)，(006)，(009)，(012)，(018)，(110)和(113)晶面的衍射峰。证实经该实例处理后镍钛合金表面的主晶相为镍钛层状双氢氧化物。
[0038] 实施例3将直径为12mm厚度为1mm的镍钛圆片，依次用酒精、去离子水和超声清洗干净，每次
15min。将样品置于水热釜内衬中，以掺有一定量实施例1所制备的红色纳米硒溶胶的5M-4
氢氧化钠作为反应介质，进行水热处理。其中红色纳米硒的终浓度为1×10 M。水热时间为8h，反应温度为120℃。最后进行酸处理，其具体工艺参数如实施例2所述。
15min。将样品置于水热釜内衬中，以掺有一定量实施例1所制备的红色纳米硒溶胶的5M-4
氢氧化钠作为反应介质，进行水热处理。其中红色纳米硒的终浓度为1×10 M。水热时间为8h，反应温度为120℃。最后进行酸处理，其具体工艺参数如实施例2所述。
[0039] 图3(Se-LDH)是经本实施例改性处理得到的镍钛表面形貌的扫描电镜图片。与实施例2处理后的样品相比经过本实施例处理之后样品形貌并无明显变化，材料表面仍被长宽约为200nm左右厚度为20～40nm左右的纳米片均匀覆盖。图4(Se-LDH)为经本实施例处理后样品表面的EDS图谱。从图中可以看到，经本实施例处理后样品表面除了氧、镍、钛以外出现了硒元素的峰，证明通过本实施例的处理可以成功将硒负载于材料表面。图5(Se-LDH)是经本实施例处理后样品表面的XRD谱图，根据图谱可以证明材料表面的主晶相仍为镍钛层状双氢氧化物。但其中对应于(003)晶面的峰分裂为两个峰，说明掺入的硒进入了层状双氢氧化物的片层中间，从而使得晶面间距发生了微小变化。图6为经本实施例处理后样品表面硒元素的高分辨谱，位于59eV和59.9eV的峰对应于亚硒酸根离子中的硒，而位于61eV处的峰对应于硒酸根离子中的硒。综合以上分析可知经本实施处理后，硒可以以硒酸根离子或亚硒酸根离子的形式插入镍钛层状双氢氧化物板层之间，而不会对样品形貌和晶型产生影响。
[0041] 图7是经过上述实施例处理后得到的硒释放情况，从图中可以看到经过实施例2处理后的样品并无明显的硒释放，而经过实施例3处理后，样品出现了较为稳定的硒释放。由于硒是重要生命元素，其持续释放必然会对与之接触的细胞细菌的生物学行为产生影响。
[0042] 实施例5对未经处理的样品和经上述实施例2、3改性处理得到样品进行抗菌实验：所有样品在
7 2
121℃高压灭菌40min，将浓度为10CFU/ml的菌液滴在灭菌过的样品表面(0.06mL/cm)，然后将滴有菌液的样品放入37℃恒温培养箱培养24h。取出24h培养的样品，将菌液倍比稀释后接种在含有培养基的琼脂板上。接种后的琼脂板放入37℃恒温培养箱培养16h，经过
16h的培养后取出琼脂板计算活的细菌数。
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121℃高压灭菌40min，将浓度为10CFU/ml的菌液滴在灭菌过的样品表面(0.06mL/cm)，然后将滴有菌液的样品放入37℃恒温培养箱培养24h。取出24h培养的样品，将菌液倍比稀释后接种在含有培养基的琼脂板上。接种后的琼脂板放入37℃恒温培养箱培养16h，经过
16h的培养后取出琼脂板计算活的细菌数。
[0043] 图8和图9分别是经过上述实施例处理后得到的各组样品对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌情况。从图中可以看到相较于未处理的镍钛合金经过实施例2处理后的样品对金黄色葡萄球菌表现出了较为明显的抑制能力，而其对大肠杆菌并无作用。但经过实例3处理之后材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均表现出了较为明显抑制作用。这主要是由于经实施例3处理的样品掺入了具有广谱抗菌能力的硒元素，而经实施例2处理的样品中并没有硒的掺杂。说明硒的掺杂不仅可以提高材料的抗菌能力还可以拓宽材料可抵抗细菌的种类。
[0044] 实施例6采用人胆管癌细胞RBE体外培养实验评估未经处理的镍钛合金和经上述实施例2、3改性处理所得镍钛材料对癌细胞活性的影响，采用人肝内胆管上皮细胞HIBEpic体外培养实验评估未经处理样品和经上述实施例2、3改性处理所得镍钛材料对正常细胞活性的影响。
TM
利用阿尔玛蓝(AlamarBlue ，AbD serotec Ltd，UK)试剂盒检测细胞在材料表面的增殖情况。方法如下：
4
1)将使用75％乙醇灭菌的样品放入24孔培养板中，每孔滴加1mL密度为5×10cell/mL细胞悬液；
2)将细胞培养板放入5％CO2饱和湿度的细胞培养箱中36.5℃孵化18h；
3)吸去细胞培养液，用PBS清洗样品表面后，将样品移至新的24孔板内，放入培养箱中继续培养；
TM
4)细胞培养1、4和7天后，吸去原培养液，加入含有5％阿尔玛蓝(AlamarBlue )染液的新培养液，将培养板置于培养箱中培养4h后，从每孔取出100μL培养液放入96孔板中；
5)利用酶标仪(BIO-TEK，ELX800)测量各孔在570nm和600nm波长下的吸光度值。按TM
照以下公式计算AlamarBlue 被细胞还原的百分率：
公式：
其中：A为吸光度值，A’为阴性对照孔的吸光度值，λ1＝570nm，λ2＝600nm。
TM
利用阿尔玛蓝(AlamarBlue ，AbD serotec Ltd，UK)试剂盒检测细胞在材料表面的增殖情况。方法如下：
4
1)将使用75％乙醇灭菌的样品放入24孔培养板中，每孔滴加1mL密度为5×10cell/mL细胞悬液；
2)将细胞培养板放入5％CO2饱和湿度的细胞培养箱中36.5℃孵化18h；
3)吸去细胞培养液，用PBS清洗样品表面后，将样品移至新的24孔板内，放入培养箱中继续培养；
TM
4)细胞培养1、4和7天后，吸去原培养液，加入含有5％阿尔玛蓝(AlamarBlue )染液的新培养液，将培养板置于培养箱中培养4h后，从每孔取出100μL培养液放入96孔板中；
5)利用酶标仪(BIO-TEK，ELX800)测量各孔在570nm和600nm波长下的吸光度值。按TM
照以下公式计算AlamarBlue 被细胞还原的百分率：
公式：
其中：A为吸光度值，A’为阴性对照孔的吸光度值，λ1＝570nm，λ2＝600nm。
[0045] 图10是经上述实施例得到的不同处理方式对癌细胞和正常细胞增殖的影响，从图中可以看到经过实施例2和3处理之后样品均表现出一定的选择性的抑癌作用。但经实施例2处理后的样品对癌细胞的选择性抑制能力并不明显。直至培养至第7天经实施例2处理的样品对癌细胞才表现出较为明显的抑制作用，而该样品对正常细胞也存在一定的抑制效果。而经实施例3处理之后材料对癌细胞抑制作用更为明显，培养第一天样品表面的癌细胞便被明显抑制。同时经实施例3处理后的样品对正常细胞没有表现出任何负面作用。上述结果说明，硒掺杂可有效提高材料对癌细胞抑制的选择性，这可能是由于癌细胞与正常细胞对硒元素有不同的敏感性造成。
[0046] 产业应用性：本发明赋予了镍钛合金选择性的抑癌抗菌作用，可被广泛应于与肿瘤组织接触的镍钛合金医疗器械表面改性。
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