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文檔簡介
1、為了解決目前臨床上純鈦種植體生物活性不足,而HA涂層種植體結(jié)合強(qiáng)度不夠、遠(yuǎn)期穩(wěn)定性不佳的問題,本實(shí)驗(yàn)提出了一種三組分梯度功能涂層的思路,即通過涂層的梯度設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì),同時(shí)利用TiO<,2>、FHA和HS涂層的優(yōu)勢,而避免其各自的缺點(diǎn),在鈦種植體表面形成Ti-TiO<,2>-FHA-HA逐步過渡的涂層。工藝上采用具有很多優(yōu)點(diǎn)的溶膠凝膠法,以合成具有納米級顆粒的多功能生物活性涂層。其基本思路是:最內(nèi)層用最致密的TiO<,2>層提高和鈦基底
2、結(jié)合強(qiáng)度,中間層采用較為致密的FHA層,一是其具有一定生活活性,二是和TiO<,2>同屬陶瓷,可以產(chǎn)生化學(xué)性結(jié)合,三是溶解性較低,可以保證涂層長期穩(wěn)定;最外層采用生物活性最好的疏松多孔隊(duì)層,促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖分化,增加早期骨結(jié)合率;而當(dāng)最外層HA降解后,中間層的FHA生物仍具有較好的生物活性以及更強(qiáng)的遠(yuǎn)期穩(wěn)定性,可以繼續(xù)行使功能;即使這層FHA較長時(shí)間后也會降解,最內(nèi)層的Ti02涂層仍然具有一定生物活性,以及最佳的遠(yuǎn)期穩(wěn)定性,以確保長期的
3、骨結(jié)合強(qiáng)度。所以,在純鈦表面構(gòu)建的這種復(fù)合涂層既具有溶解性、孔隙率和生物活性從內(nèi)到外逐漸增加的梯度,又具有化學(xué)穩(wěn)定性、抗腐蝕性從外到內(nèi)逐漸增加的梯度,賦予了涂層隨植入時(shí)間和位置空間而變化的豐富功能。 本課題包括四部分: 1.納米HA涂層的合成、優(yōu)化和性能表征 通過對HA涂層的合成工藝進(jìn)行優(yōu)化和篩選,初步獲得了HA涂層的最佳工藝條件,即采用濃度為HA2的溶膠,涂層后熱處理溫度為500℃,進(jìn)行單層涂層,可以獲得性能
4、良好的HA涂層,作為復(fù)合涂層的最外層,為梯度功能涂層的組裝打下了基礎(chǔ)。 2.納米FHA涂層的合成、優(yōu)化和性能表征 本部分對FHA涂層的合成工藝進(jìn)行優(yōu)化和篩選,并重點(diǎn)研究了加氟量不同對涂層各方面性能的影響,初步獲得了FHA涂層的最佳工藝條件,即采用加氟量為F1的溶膠進(jìn)行單層涂層,可以獲得既有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,又有較強(qiáng)生物活性的納米級FHA涂層,可以作為復(fù)合涂層的中間層,為梯度功能涂層的組裝打下了基礎(chǔ)。 3.納米Ti
5、O<,2>涂層的合成、優(yōu)化和性能表征 本部分實(shí)驗(yàn)探索并優(yōu)化了溶膠凝膠法合成TiO<,2>涂層的工藝條件,即采用濃度為T1的溶膠,熱處理溫度為500℃,進(jìn)行單層涂層。獲得的TiO<,2>涂層由純度較高的銳鈦礦晶體構(gòu)成,具有均勻致密的表面,斷面觀和鈦基底結(jié)合緊密牢固,兩者間無明顯的界面,提示了良好的結(jié)合強(qiáng)度。體外成骨細(xì)胞培養(yǎng)證明該涂層的生物活性盡管略低于HA涂層,但明顯強(qiáng)予cpTi,可用作復(fù)合涂層的最內(nèi)層,為梯度功能涂層的組裝打下了
6、基礎(chǔ)。 4.納米HA/FHA/TiO<,2>梯度功能涂層的組裝和性能表征 本部分實(shí)驗(yàn)將前三部分獲得的三種涂層成功進(jìn)行了組裝和表面多孔化,使其成為完整的梯度功能涂層。掃描電鏡顯示復(fù)合涂層和鈦基底結(jié)合良好,無明顯界面,涂層內(nèi)部也無明顯界面和裂隙;表面形貌呈蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu);XRD和XPS顯示涂層內(nèi)同時(shí)存在TiO<,2>銳鈦礦,HA和FHA晶體結(jié)構(gòu);劃痕試驗(yàn)證明梯度功能涂層具有較好的結(jié)合強(qiáng)度,而且涂層越靠近內(nèi)部,結(jié)合強(qiáng)度越高;體
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