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《羥基磷灰石基生物陶瓷復(fù)合涂層的制備及其結(jié)構(gòu)性質(zhì)研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要摘要在金屬或合金的表面制備生物活性陶瓷涂層可以獲得性能優(yōu)良的硬組織植入體,它既具有基體金屬良好的強(qiáng)度和韌性,還兼具表面涂層良好的生物活性和生物相容性。與傳統(tǒng)方法相比,仿生合成廣泛適用于各種形貌和特性的基體材料,還能制備有機(jī)無機(jī)復(fù)合的生物活性陶瓷涂層,以及在涂層中負(fù)載藥物,更好地契合了臨床治療過程中患者的康復(fù)進(jìn)程。但仿生合成的周期較長(zhǎng),且制備的磷灰石類涂層的強(qiáng)度較低,本文在316L不銹錒和NiTI合金基體上制備羥基磷獲石基生物陶瓷復(fù)臺(tái)涂層,使爆掃描電子顯微鏡、EDS能譜、x射線衍射能譜、紅外吸收光譜、原子吸收光譜、恒電位儀和劃痕試驗(yàn)機(jī)等測(cè)試方法對(duì)涂層和薄膜的結(jié)構(gòu)、形
2、貌、組成、膜基結(jié)合強(qiáng)度、抗腐蝕性和生物活性進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:通過改進(jìn)仿生合成工藝過程中的預(yù)處理和模擬體液,既提高了涂層與基體之間的界面結(jié)合強(qiáng)度,又縮短了涂層的形成時(shí)間。本文首先研究了模擬體液的成分、濃度和pH值對(duì)仿生合成制備的鈣磷涂層的相組成、結(jié)晶度和生長(zhǎng)速度的影響。使用ca州O)2·4H20和Pz05于模擬體液SBF中誘導(dǎo)鈣、磷離子在316L不銹鋼表面的形核和生長(zhǎng),發(fā)現(xiàn)Ca(NO)2-4H20和P205的濃度越太,涂層中的Ca/P比越接近羥基磷灰石(HAP)的1.67;利用檸檬酸作為緩沖劑配制出5×SBF商濃度模擬體液,發(fā)現(xiàn)高濃度模擬體液能顯著加快羥基磷灰石涂層
3、的生長(zhǎng)速度:進(jìn)而把5XSBF高濃度模擬體液與殼聚糖溶液相互融合,制備出有機(jī)無機(jī)復(fù)合的生物活性陶瓷涂層,發(fā)現(xiàn)5×SBF高濃度模擬體液復(fù)合殼聚耱溶液以后,涂層的抗腐蝕性和生物活性提高。在仿生合成工藝過程中,預(yù)處理對(duì)基體表面的活化效果直接決定鈣、磷離子在基體表面異相形核的能力,但傳統(tǒng)方法活化效果相對(duì)有限且重復(fù)性較低。本文將80Ti02.20S102溶膠與Ca-P溶膠相互融合,在Nm合會(huì)基體上制備出不同比例的Ti02一Si02一HAP復(fù)合薄膜,薄膜的生物活性根好,但隨著薄膜中Ca.P溶膠的配比變大,薄膜出現(xiàn)奇特的由裂紋環(huán)繞的“島狀”結(jié)構(gòu),而抗腐蝕性和膜基結(jié)合強(qiáng)度逐漸降低;采用
4、逐層涂覆不同比例的Ti02一Si02一HAP溶膠形成梯度薄膜以后,薄膜上的裂紋變成微孑L,在保持良好的生物活性的同時(shí),其抗腐蝕性和膜基結(jié)合強(qiáng)度顯著提高;最后利用Ti02.Sj02一HAP梯度薄膜代替仿生合成工藝過程中的預(yù)處理,形成Ti02一Si02一HAP/HAP般層薄膜,發(fā)現(xiàn)薄膜的抗腐蝕性迸一步增強(qiáng)。關(guān)鍵詞:硬組織植入體,仿生合成,羥基磷灰石涂層,高濃度模擬體液,梯度薄膜AbstractFabricatingbioactiveceramiccoatingsonthesurfaceofmetaloralloycanformhardtissueimplantsoffin
5、eperformance,itcombinesthebetterstrengthandtoughnessofmetallicsubstrateswiththebetterbioactivityandbiocompatibilityofceramiccoatings.Comparedwitllconventionalmethods.biomimeticsynthesisfitsvariousmatrixmaterialswithdifferentsurfacemorphologyandcharacteristic,Anditprovidesanapproachtofab
6、ricateorganic/inorganiccompositebioactiveceramiccoatings.Especiallysomegivendrugscatqbeintegratedintothecoatings,whichbestaccordswiththeconvalescenceofpatientsduringtheconrseofclinicaltreatment.Butfabricatingapatitecoatingsbybiomimeticsynthesisneedsalongperiodandtheadhesionstrengthbetwe
7、enthesubstrateandcoatingislower.Inthispaper,inordertoincreasethegrowthrateofcalcium-phosphatecoatingsandimprovingthebondingstrengthbetweenmatrixandcoatings,hydroxyapatitebasedbioceramiccompositecoatingswerefabricatedon316LstainlesssteelandNiTialloysubstratesbyoptimizingthebiomi