鈦基表面鈣磷涂層的制備和生物活性研究.pdf

1、涂層材料是生物醫(yī)學(xué)材料的一類,尤其是鈦及鈦合金表面噴涂羥基磷灰石涂層已在臨床有著廣泛的應(yīng)用.該文系統(tǒng)地研究了不同后處理的等離子噴涂涂層在體外的溶解特性、生物礦化能力,研究表明等離子噴涂涂層經(jīng)不同氣氛和溫度的處理,得到不同組成和結(jié)晶度的涂層,處理過程中溫度對(duì)提高結(jié)晶度至關(guān)重要,而水汽有利于晶粒的長(zhǎng)大.將涂層浸泡于SBF、Tris-HCl溶液中,鈣離子的溶解以表面粒子交換為主,因而與晶粒大小密切相關(guān);磷酸根離子的溶解則主要與晶粒結(jié)構(gòu),晶粒的

2、溶解度以及溶液活度積與溶度積之比相關(guān).當(dāng)溶液中的離子濃度足夠時(shí),礦化發(fā)生,表面生成類骨磷灰石層.類骨磷灰石的形貌與涂層的溶解性有關(guān),溶解度大的涂層,形成的成核位點(diǎn)較多,晶體生長(zhǎng)受限,形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);而溶解度小的涂層,形成的成核位點(diǎn)較少,晶體生長(zhǎng)較充分,形成大顆粒的表面結(jié)構(gòu).在更接近體液環(huán)境的動(dòng)態(tài)條件下,對(duì)形成類骨磷灰石的能力以及形成類骨磷灰石的形貌差異進(jìn)行了研究.基于此,并結(jié)合多孔磷酸鈣陶瓷在生物活性方面的優(yōu)良性能所提供的模板作用,該文將

3、作為骨替換材料的鈦通過幾何構(gòu)型的設(shè)計(jì)而達(dá)到剪裁其力學(xué)性能和生物學(xué)性能的作用,從而可以更好地滿足對(duì)植入體生物學(xué)和力學(xué)性能匹配的要求.首次采用鈦粉發(fā)泡燒結(jié)的方法制備了具有優(yōu)良孔結(jié)構(gòu)的多孔鈦,該法可通過工藝控制實(shí)現(xiàn)對(duì)孔隙率和孔徑分布的控制,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)植入體力學(xué)性能和多孔結(jié)構(gòu)的控制.為了提高材料的生物學(xué)性能,采用多種涂層技術(shù)在多孔鈦表面制備磷灰石涂層,基于所用鈦基底的多孔特征,采用的涂層方法均為在液相中進(jìn)行,使得即在具有異形多孔結(jié)構(gòu)的材料上也能

4、實(shí)現(xiàn)均勻涂覆.溶膠-凝膠法采用濕化學(xué)方法制備膜和涂層的有效方法.其優(yōu)點(diǎn)在于可很好地控制涂層的化學(xué)組成,得到均勻的涂層;縮聚溫度低,有利于控制涂層的微結(jié)構(gòu);前驅(qū)體的混合是在溶液中分子水平上混合,可方便地裁剪涂層的性質(zhì).該文采用醋酸鈣與磷酸二氫氨作為前驅(qū)體,在乙醇介質(zhì)和超聲波作用下制備溶膠,采用浸提法在多孔鈦表面浸提Ca-P溶膠,并通過600℃水汽加熱處理,在鈦表面形成了組成較純的碳酸化羥基磷灰石涂層,涂層由200nm左右的微粒組成,并呈多