醫(yī)用金屬材料表面處理

1、醫(yī)用鈦合金材料表面改性摘要：金屬材料是生物醫(yī)學(xué)材料中應(yīng)用最早的。由金屬具有較高的強(qiáng)度和韌性，適用于修復(fù)或換人體的硬組織，早在一百多年前人們就已用貴金屬鑲牙。隨著抗腐蝕性強(qiáng)的不銹鋼、彈性模量與骨組織接近銅鐵合金，以及記憶合金材料、復(fù)合材料等新型生物醫(yī)學(xué)金屬材料的不斷出現(xiàn)，其應(yīng)用范圍也在擴(kuò)大。關(guān)鍵詞：鈦合金材料，表面涂層處理，表面改性（一）醫(yī)用金屬與合金表面涂層處理（一）醫(yī)用金屬與合金表面涂層處理金屬及其合金在生物體內(nèi)的生物活性、磨損、腐蝕

2、問(wèn)題尚未解決，需對(duì)其表面進(jìn)行改性。表面改性不僅要抑制有害金屬離子的溶出，而且要促進(jìn)組織的再生和加強(qiáng)材料與組織結(jié)合。生物鈦合金材料的表面改性技術(shù)主要可以分為：（1）物理化學(xué)方法（2）形態(tài)學(xué)方法（3）生物化學(xué)方法。1物理化學(xué)方法物理化學(xué)方法——改善金屬生物材料表面性能的主要方法（1）熱噴涂）熱噴涂熱噴涂是利用一種熱源的火焰將粉末狀的金屬或非金屬噴涂材料加熱熔融并軟化，并用熱源自身的動(dòng)力或外加高速氣流霧化，使噴涂材料的液滴以一定的速度噴向經(jīng)過(guò)

3、預(yù)處理干凈的基體表面，依靠噴涂材料的物理變化和化學(xué)反應(yīng)，與基體形成結(jié)合層的工藝方法?？煞譃殡娀娡?、等離子噴涂、火焰噴涂、爆炸噴涂等。（2）脈沖激光融敷）脈沖激光融敷是在低輸出功率、高掃描速速的脈沖激光照射下，將涂敷材料融敷在基體表面的方法。（3）離子濺射）離子濺射離子濺射以高速離子轟擊靶材，使涂敷材料粉粒濺射并沉積在金屬基體（4）噴砂法）噴砂法用噴砂機(jī)將涂敷材料粉末直接高速噴出鑲?cè)牖w表面。（5）電化學(xué)法）電化學(xué)法電化學(xué)法是用電化學(xué)的

4、方法，通過(guò)調(diào)節(jié)電解液的濃度、PH值、反應(yīng)溫度，電場(chǎng)強(qiáng)度，電流等來(lái)控制反應(yīng)的制備方法。（6）離子注入法）離子注入法離子注入改性是將所需的元素在離子氣化室中進(jìn)行氣化，通過(guò)高頻鈦合金植入件應(yīng)當(dāng)具備良好的耐磨性，不會(huì)因經(jīng)常磨損而產(chǎn)生假體松。目前應(yīng)用的醫(yī)用鈦合金雖然具有優(yōu)良的耐蝕性和比強(qiáng)度，但耐磨性較差，為了提高鈦合金的耐磨損性能，通常是利用表面處理工藝在鈦合金表面形成一層耐磨涂層。，常用的耐磨表面涂層有類(lèi)金剛石碳(DLC)膜、氮化鈦(TiN)涂

5、層等。（1）類(lèi)金剛石涂層類(lèi)金剛石涂層類(lèi)金剛石碳膜具有先進(jìn)的化學(xué)、電子、光學(xué)和力學(xué)等方面的諸多優(yōu)異性能，如極高的硬度、化學(xué)惰性、低摩擦系數(shù)、高阻抗、良好的熱傳導(dǎo)性和優(yōu)良的光學(xué)透過(guò)性等，因而可以廣泛用作醫(yī)用矯形體的耐磨保護(hù)層。（2）TiNTiN涂層涂層TiN具有高硬度、優(yōu)良的摩擦磨損性能、良好的化學(xué)惰性、獨(dú)特的顏色，這些非凡的特點(diǎn)使其在耐磨和耐腐蝕的表面涂層有廣泛的應(yīng)用。此外由于其生物相容性已得到了醫(yī)學(xué)界的承認(rèn)，從而也為其在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)

6、用奠定了一定的基礎(chǔ)。3提高耐腐蝕性能的鈦合金表面改性提高耐腐蝕性能的鈦合金表面改性腐蝕的機(jī)理腐蝕的機(jī)理本質(zhì)上是電化學(xué)腐蝕。其腐蝕原理與原電池的工作原理相類(lèi)似腐蝕分類(lèi)：腐蝕分類(lèi)：(1)全面腐蝕(2)局部腐蝕:①點(diǎn)蝕；②晶間腐蝕；③縫隙腐蝕(3)磨蝕(4)應(yīng)力腐蝕(5)疲勞腐蝕(6)電偶腐蝕提高金屬的抗腐蝕性能的途徑：（1）在材料表面形成保護(hù)層生物陶瓷（2）提高材料表面光潔度鈦合金生物材料的展望鈦合金生物材料的展望隨著人民生活水平的提高及對(duì)

7、健康的更高要求，對(duì)生物醫(yī)用材料的需求量正在迅速地增長(zhǎng)。盡管近年來(lái)人們運(yùn)用表面工程的方法對(duì)提高醫(yī)用鈦合金材料的性能(生物活性和相容性、耐磨耐蝕性)開(kāi)展了大量的工作并取得進(jìn)展，但涂層與鈦合金基體的界面結(jié)合強(qiáng)度較低仍是困擾鈦合金植入體臨床應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題。因此從仿生原理、組織工程原理、基質(zhì)控制礦化的思路出發(fā)，兼顧涂層的高耐磨性、優(yōu)良的耐蝕性和生物相容性，研究適合鈦合金特性的多功能表面涂層體系，運(yùn)用新的涂層形成原理開(kāi)發(fā)涂層制備新工藝是今后醫(yī)用鈦合