溶膠-凝膠法在多孔鈦表面制備羥基磷灰石涂層.pdf

1、羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2)是人體骨骼組織的主要無(wú)機(jī)成分,具有良好的生物相容性和骨誘導(dǎo)性,是一種生物活性材料,在臨床上已得到廣泛應(yīng)用。但羥基磷灰石(HA)脆性大,抗拉強(qiáng)度低,力學(xué)性能不理想,在應(yīng)力環(huán)境下的應(yīng)用受到了限制。在金屬基體表面涂覆HA涂層制備成復(fù)合材料,使其既具有足夠的強(qiáng)度和韌性,表面又有良好的生物相容性和生物活性,被認(rèn)為是很有發(fā)展前途的骨替換材料。本文用粉末冶金法制備多孔鈦,用溶膠-凝膠法在多孔鈦表面合成羥基磷

2、灰石涂層,用掃描電鏡(SEM)、X-射線(xiàn)衍射(XR-D)、熱重分析儀等手段對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試分析,探討溶膠pH值和燒結(jié)溫度對(duì)HA涂層顯微組織結(jié)構(gòu)和抗腐蝕性能的影響,并對(duì)多孔鈦/HA復(fù)合材料的生物活性進(jìn)行了研究。
　　 粉末冶金法制備多孔鈦,以鈦粉和碳酸氫銨(NH4HCO3)為原料。將鈦粉和NH4HCO3按一定的質(zhì)量配比放入球磨機(jī)中充分混合,用80MPa的壓強(qiáng)將混料壓模成型,然后在電阻爐中燒結(jié)。結(jié)果表明,所合成的多孔鈦為開(kāi)孔結(jié)構(gòu)的密排

3、六方晶體α相；孔隙率在15.3％-57.0％之間；多孔鈦的孔隙率和孔徑隨造孔劑NH4HCO3的質(zhì)量比的升高而增大；成孔材料與造孔劑質(zhì)量比為7:3時(shí),大部分孔連接體長(zhǎng)度分布在100—200um之間,比較適合做植入材料。
　　 用溶膠-凝膠法在多孔鈦表面合成HA涂層,并進(jìn)行不同溫度的熱處理。結(jié)果表明,羥基磷灰石的形成溫度約在550℃,比目前臨床上應(yīng)用等離子噴涂法制備HA涂層的溫度要低很多；羥基磷灰石純度隨熱處理溫度升高而增加；所合成

4、的HA涂層表面致密且凸凹不平,這有利于增加涂層與體液的接觸面積,從而提高涂層的生物活性。
　　 研究了溶膠pH值和燒結(jié)溫度對(duì)HA涂層顯微組織結(jié)構(gòu)和抗腐蝕性能的影響。結(jié)果表明,溶膠的pH值會(huì)影響HA涂層的孔隙率,相同燒結(jié)溫度下,pH=0.5比pH=0.1能夠更好地促進(jìn)孔數(shù)量的產(chǎn)生、增大HA涂層與外界環(huán)境的接觸面積,有利于誘導(dǎo)新骨生成。燒結(jié)溫度會(huì)影響HA涂層的孔徑,pH值相同的情況下,800℃時(shí)形成的孔比600℃時(shí)形成的孔要小。pH