鈦表面生物活性涂層的制備與表征.pdf

1、鈦及其合金具有優(yōu)異的機(jī)械性能及生物相容性，廣泛用作人工膝關(guān)節(jié)、股關(guān)節(jié)、牙根及義齒金屬支架等材料。但鈦自身不具備生物活性，不能有效的促進(jìn)傷口的愈合及周圍骨組織的生長。其次，鈦不能和周圍組織形成骨性鍵合，與周圍組織的結(jié)合強(qiáng)度較低。此外Ti離子的溢出也會對組織產(chǎn)生傷害?？茖W(xué)家做了大量的研究，旨在通過在表面制備磷灰石涂層，提高植入體的表面活性，進(jìn)而加快植入體周圍組織的生長。 本文通過溶膠，凝膠法(sol-gel)及微弧氧化(MAO)鈦表

2、面制備羥基磷灰石(HA)涂層和氟羥基磷灰石(FHA)/二氧化鈦(TiO2)復(fù)合涂層。研究了HA前軀體溶膠的陳化時間及基體的高能噴丸(HESP)處理對HA涂層的影響；微弧氧化時間對TiO2過渡層形貌、結(jié)構(gòu)等的影響以及F含量對涂層生物活性的影響做了初步探討。 在制備HA涂層的過程中，采用P2O5-Ca(NO3)2-乙醇體系制備HA前軀體溶膠。通過DSC、TG、旋轉(zhuǎn)粘度測試儀分析發(fā)現(xiàn)溶膠經(jīng)過至少3天的陳化后的具有更好黏附性、減少涂層中

3、的裂紋，更適合于制備涂層。分別在高能噴丸基體和打磨拋光基體上制備了HA涂層。SEM表面和截面形貌分析、動態(tài)凝血試驗、涂層與基體間結(jié)合力拉伸測試等表明：高能噴丸后制備的HA涂層表面具有很好的完整性，裂紋較少，具有更好的生物活性，且更易于HA的沉積，可有效減少涂覆的次數(shù)；高能噴丸將拋光基體與涂層基體間結(jié)合強(qiáng)度由13MPa提高到25MPa左右。 采用微弧氧化法制備含Ca、P的TiO2過渡層，并采用XRD、接觸角測量儀、三維輪廓儀以及電

4、化學(xué)試驗等分析手段分析涂層，重點研究了微弧氧化時間對涂層的影響。試驗結(jié)果表明：隨氧化時間的延長，過渡層中銳鈦礦不斷向金紅石相轉(zhuǎn)變，涂層表面的空隙率和孔徑逐漸增大；涂層的表面能和粗糙度也同向增大：抗腐蝕能力最初階段增強(qiáng)，約在3min時最好，隨后逐漸降低。最后，運(yùn)用Ca(NO3)2-P(C2H5O)3-NH4F-乙醇體系在微弧氧化后的基體上制備一層FHA涂層，形成FHA/TiO2復(fù)合涂層，通過不同的氟引入劑的量控制磷灰石中氟的含量。拉伸試驗