鈦合金表面微弧氧化生物活性涂層研究.pdf

1、TC4鈦合金(Ti-6Al-4V)是目前最為重要的生物醫(yī)用金屬材料,廣泛應(yīng)用于人體的關(guān)節(jié)、骨等硬組織的修復(fù)和替換,然而將鈦及鈦合金直接植入到人體中存在生物活性較差,結(jié)合強(qiáng)度較低、需要較長的愈合時間等問題。為了提高醫(yī)用鈦合金的生物活性,促進(jìn)其與人體骨組織的結(jié)合,目前常用的方法是在材料表面涂覆羥基磷灰石(HA)涂層。但是涂層脆性大與基體界面結(jié)合強(qiáng)度低,容易開裂,使其使用效果大大降低。本文為了提高鈦合金的生物相容性,利用微弧氧化技術(shù)在鈦合金表

2、面制備HA涂層。
　　分別配制以下四種不同比例的電解液:磷酸氫二鉀(K2HP04·3H2O)和磷酸鈣(Ca3(P04)2)、磷酸氫二鉀(K2HP04·3H2O)和硅酸鈣(CaSiO3)、磷酸氫二鉀(K2HP04·3H2O)和醋酸鈣((CH3COO)2Ca·H2O)、磷酸氫二鉀(K2HP04·3H2O)和氫氧化鈣(Ca(OH)2)溶液,通過控制微弧氧化時間、電解液成分配比、電解液濃度等,在鈦合金表面制備含鈣磷多孔涂層。用掃描電子顯微

3、鏡(SEM)、能譜分析儀(EDX)、萬能拉伸試驗機(jī)、模擬體液實驗等研究了膜層的表面形貌,涂層成分、結(jié)合強(qiáng)度、生物相容性等性能。
　　研究結(jié)果表明:不同成分的電解液配方微弧氧化后涂層鈣、磷摩爾比有較大差異,對生物活性影響較大。此外,微弧氧化時間、電解液濃度等都對涂層形貌,結(jié)合強(qiáng)度等有較大影響,膜層的結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)到49.6MPa。膜層在模擬體液(SBF)中分別侵泡7天,15天之后,表面有羥基磷灰石生成,表明生成涂層具有良好的骨誘導(dǎo)能力