鈦合金表面寬帶激光熔覆梯度生物陶瓷復(fù)合涂層及其細(xì)胞相容性.pdf

1、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，其彎曲強(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。雖然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。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，利用寬帶激光熔覆加工

2、技術(shù)，采用梯度設(shè)計(jì)思想，通過加入不同種類、不同含量的稀土來提高激光熔覆羥基磷灰石涂層的生物活性及生物相容性，在鈦合金(TC4)表面制備含HA＋β－TCP活性生物陶瓷復(fù)合涂層，并利用XRD、SEM、顯微硬度分析等技術(shù)對生物活性梯度涂層的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究；并從細(xì)胞生物學(xué)水平對生物陶瓷復(fù)合涂層的細(xì)胞相容性進(jìn)行評價。結(jié)果表明：(1)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

3、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。(2)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。(3)Ca/P=1.5的粉末配比經(jīng)激光熔覆后所生成的陶瓷組織較Ca/P=1.4的陶瓷組織細(xì)小，結(jié)晶狀態(tài)好，且催化合成HA＋β－TCP最大數(shù)量所對應(yīng)的CeO2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；而