微弧氧化法制备氧化钛基多孔复合生物陶瓷涂层.pdfVIP

Voi 第34卷 增刊 稀有金属材料与工程 34，Suppl．1 2005年 6月 RAREMETALMATERIALSANDENG【NEER皿qG June2005 微弧氧化法制备氧化钛基多孔复合生物陶瓷涂层 王亚明，周 玉，贾德昌，郭君巍，雷廷权 f哈尔滨工业大学特种陶瓷研究所，黑龙江哈尔滨 150001) 摘要：采用新颖的微弧氧化法(Microarcoxida廿on，MA0)在钛台金表面制各氧化钛基含钙磷的多孔复合生物陶瓷涂层。 lndenter)测试涂层的力学性能，并通过在模拟体液(simulatedbodynuld，sBF)中培养剥陶瓷涂层的牛物活性进行了初步 研究。结果表明，微弧氧化时间、屯解液配比与电参数是影响涂层结构与c“P比值的关键工艺参教。涂层主要由锐钛 矿和金红石相Ti02及钙磷化合物组成。涂层内层为致密的氧化钛层，并与钛合金基底成微冶金结合。涂层外层主要为 90Pa， 含钙磷的化台物层，H涂层表面呈多微孔结构，有利于骨组织的长入并改善骨与植入体的结合。涂层的硬度为5 弹性模量为102 磷灰石沉积。羟幕磷灰石在微孔内或孔边缘位置首先形棱并长大，并逐渐向周边扩展牛成羟基磷灰石层，体现r多孔 含钙磷生物陶瓷涂层良好的诱骨生长特性。 关键词：钛合盒；微弧氧化陶瓷馀层；组织结构；羟基磷灰石；牛物活性 14623 中图法分类号：TG 文献标识码：A 文章编号：1002—185x(2005)s1—1244—05 数的调节而控制。本研究在舍ca，P电解液中制备了 1 前言 氧化钛基多孔复合生物涂层，研究了涂层的组织结构和 钛及钛台金具有优异的力学性能、化学稳定性及 力学性能，并对涂层的体外生物活性进行了初步研究。 生物学相容性，通常被用于牙齿及骨移植材料。但因 2实验材料与方法 属于惰性材料，植入人体后有致毒(引起炎症、刺激、 2 1涂层的制备 过敏等)和导致病变的危险【1】。Ti02及caP陶瓷(特 别是HA)具有良好的生物学活性，能够诱导骨生殖。 但是由丁：吲有的脆性，不能单独用于承载骨植入材料㈣。 在钛及其合金表而构造牛物活性陶瓷涂层可获得优异 生物活性与良好力学性能兼备的新一代人造硬组织材 料。目前制各生物活性涂层的工艺方法有多种，如等 离子喷涂法‘”、溅射涂层‘“、脉冲激光沉积n溶胶凝 处理)，烘干后放入电解槽中进行微弧氧化，氧化过程 胶法o”、电泳沉积[9J、仿生涂层㈣等。但由于热膨胀 中通过冷却使溶液温度保持在50℃以内。氧化后获得 不匹配以及杂质相生成引起膜基结合强度低和生物活 涂层试样分别剧清水、丙酮超声清洗后，烘干后备用。 性下降，难以满足I王=寿、安全、可靠的临床应用要求。 2 2涂层的结构表征 研究新的生物涂层制各方法，开发新材料体系与涂层 结构非常重要。 新颖的微弧氧化法制备多孔复合生物陶瓷涂层是 (掠射角3。)分析涂层的相结构。用Nano 在所施加的脉冲电压超过临界电压而产生附加火花放 系统测试膜层的力学性能。 电条件下，在放电区域的局部高温高压作用下将基底 2_3涂层体外生物活性测试 钛氧化成Ti02，形成冶金结合界面，膜基结合强度高。 同时电解液改性组分ca、P参与反应而存在于涂层中。 观察不同时间周期内涂层表面活性物质的沉积效果来 进入涂层·p的c“P比可通过电解液的酉己比及工艺参 表征涂层的生