羥基磷灰石基生物陶瓷復(fù)合涂層的制備及其結(jié)構(gòu)性質(zhì)研究.pdf

1、在金屬或合金的表面制備生物活性陶瓷涂層可以獲得性能優(yōu)良的硬組織植入體，它既具有基體金屬良好的強(qiáng)度和韌性，還兼具表面涂層良好的生物活性和生物相容性。與傳統(tǒng)方法相比，仿生合成廣泛適用于各種形貌和特性的基體材料，還能制備有機(jī)無機(jī)復(fù)合的生物活性陶瓷涂層，以及在涂層中負(fù)載藥物，更好地契合了臨床治療過程中患者的康復(fù)進(jìn)程。但仿生合成的周期較長，且制備的磷灰石類涂層的強(qiáng)度較低，該文在316L不銹鋼和NiTi合金基體上制備羥基磷灰石基生物陶瓷復(fù)合涂層，使

2、用掃描電子顯微鏡、EDS能譜、X射線衍射能譜、紅外吸收光譜、原子吸收光譜、恒電位儀和劃痕試驗機(jī)等測試方法對涂層和薄膜的結(jié)構(gòu)、形貌、組成、膜基結(jié)合強(qiáng)度、抗腐蝕性和生物活性進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：通過改進(jìn)仿生合成工藝過程中的預(yù)處理和模擬體液，既提高了涂層與基體之間的界面結(jié)合強(qiáng)度，又縮短了涂層的形成時間。 該文首先研究了模擬體液的成分、濃度和pH值對仿生合成制備的鈣磷涂層的相組成、結(jié)晶度和生長速度的影響。使用Ca(nO)2·4H2O和P

3、2O5于模擬體液SBF中誘導(dǎo)鈣、磷離子在316L不銹鋼表面的形核和生長，發(fā)現(xiàn)Ca(NO)2·4H2O和P2O5的濃度越大，涂層中的Ca/P比越接近羥基磷灰石(HAP)的1.67；利用檸檬酸作為緩沖劑配制出5×SBF高濃度模擬體液，發(fā)現(xiàn)高濃度模擬體液能顯著加快羥基磷灰石涂層的生長速度；進(jìn)而把5×SBF高濃度模擬體液與殼聚糖溶液相互融合，制備出有機(jī)無機(jī)復(fù)合的生物活性陶瓷涂層，發(fā)現(xiàn)5×SBF高濃度模擬體液復(fù)合殼聚糖溶液以后，涂層的抗腐蝕性和生

4、物活性提高。 在仿生合成工藝過程中，預(yù)處理對基體表面的活化效果直接決定鈣、磷離子在基體表面異相形核的能力，但傳統(tǒng)方法活化效果相對有限且重復(fù)性較低。該文將80TiO2-20SiO2溶膠與Ca-P溶膠相互融合，在NiTi合金基體上制備出不同比例的TiO2-SiO2-HAP復(fù)合薄膜，薄膜的生物活性很好，但隨著薄膜中Ca-P溶膠的配比變大，薄膜出現(xiàn)奇特的由裂紋環(huán)繞的“島狀”結(jié)構(gòu)，而抗腐蝕性和膜基結(jié)合強(qiáng)度逐漸降低；采用逐層涂覆不同比例的T