鈦合金表面寬帶激光熔覆梯度生物陶瓷復(fù)合涂層及其與蛋白質(zhì)的相互作用.pdf

1、鈦及其合金具有良好的生物相容性和力學(xué)性能，但鈦及其合金屬于生物惰性材料，幾乎不具有生物活性。雖然羥基磷灰石（HA）具有良好的生物相容性和生物活性。但HA的力學(xué)性能并不令人滿意，其抗折強(qiáng)度和斷裂韌性指標(biāo)均低于致密骨，因而限制了它在人體承重部位的應(yīng)用。因此，鈦合金基體上附著具有生物活性的HA涂層，綜合利用基體的強(qiáng)度和HA涂層的生物活性，被認(rèn)為是最具應(yīng)用前景的承重骨替換材料。
　　本文就現(xiàn)在制備生物陶瓷涂層存在的問題，利用寬帶激光熔覆技

2、術(shù)，采用梯度設(shè)計(jì)思想，在鈦合金（TC4）表面制備含HA+β-TCP活性生物陶瓷復(fù)合涂層，并通過加入不同種類及含量的稀土氧化物來提高羥基磷灰石涂層的生物活性及生物相容性。借助XRD、SEM研究了不同種類及含量的稀土氧化物在激光熔覆中對涂層組織結(jié)構(gòu)的影響；對浸泡在模擬體液（SBF）中的生物陶瓷復(fù)合涂層的生物活性進(jìn)行了研究；并采用體外細(xì)胞培養(yǎng)，研究了稀土梯度涂層與蛋白質(zhì)的相互作用，測試涂層表面成骨腫瘤細(xì)胞在不同陶瓷涂層試樣表面培養(yǎng)不同時間后表

3、達(dá)的標(biāo)志性蛋白的分泌量。結(jié)果表明：
　?。?）梯度生物陶瓷復(fù)合涂層分為基材、合金化層以及生物陶瓷層三個層次，且各梯度層的結(jié)合界面均為良好的化學(xué)冶金結(jié)合。稀土氧化物CeO2及Y2O3在寬帶激光熔覆過程中，可以降低涂層的開裂敏感性，細(xì)化晶粒。
　?。?）稀土氧化物CeO2及Y2O3在激光熔覆生物陶瓷過程中均有誘導(dǎo)合成HA+β-TCP的作用。Ca/P=1.4的粉末配比經(jīng)激光熔覆后所生成的陶瓷組織細(xì)小，結(jié)晶狀態(tài)好，且催化合成HA+β

4、-TCP最大數(shù)量所對應(yīng)的CeO2及Y2O3添加量是不同的。當(dāng)Ca/P=1.4，CeO2的添加量達(dá)到0.4wt.％時，合成HA+β-TCP的數(shù)量最多。
　?。?）稀土生物涂層的生物活性與不同稀土氧化物含量誘導(dǎo)合成HA+β-TCP的數(shù)量密切相關(guān)。當(dāng)CeO2的添加量為0.4wt.％、Y2O3為0.6wt.％時，類骨磷灰石析出量最多；且經(jīng)14天浸泡后的涂層明顯比7天析出的類骨磷灰石數(shù)量多。
　?。?）涂層表面的含稀土氧化物CeO2和