等离子喷涂HA／Ti复合涂层研究

对等离子喷涂HA／Ti复合涂层进行模拟体液和体外细胞试验,以考察涂层的生物学性能．结果指出,涂层经模拟体液浸泡后,表面覆盖一层碳酸磷灰石(carbonate-apatite),这表明涂层具有良好的生物活性．粗糙的涂层表面易于形成碳酸磷灰石．模拟体液的浓度太小或pH值太大,均会导致碳酸磷灰石层不能在涂层表面形成．体外细胞试验显示,成骨细胞能在涂层表面紧密贴壁并正常生长,显示涂层具有优良的生物相容性．     

生物活性钛涂层

真空等离子喷涂的钛涂层经5．0mol/L NaOH溶液处理后,将其浸泡在含Ca2 ,HPO2－4的模拟生理体液（FCS和SBF）中,考虑涂层诱导羟基磷灰石生长过程,并评价其生物活性,用SEM观察碱处理前后和在模拟生理体液中浸泡后钛涂层的形貌,用AES分析了碱处理前后钛涂层的表面成分,用XRD,FT－IR和EDS表征浸泡后涂层表面生长物的结构和成分;并测量了处理后钛层在浸泡过程中溶液中离子 浓度和PH值的变化,结果表明,经处理珠钛涂层在模拟生理体液中能诱导竣工在磷灰石在其表面生长,在SBF和FCS分别形成碳酸羟基磷灰石层和含氧磷灰石的羟在磷灰石层,钛涂层的活性是由于碱处理后表面形成了网状和纤维状结构的Na-Ti-O化合物,这种化合物在模拟生理溶液中释放Na ,吸收H＝,形成水化钛酸盐,诱导羟基磷灰石成 核生长。     

等离子体喷涂氧化钛涂层的生物活性研究

以纳米TiO2粉末为喷涂原料,采用大气等离子体喷涂技术在医用钛合金上制备氧化钛涂层.利用酸和碱溶液对氧化钛涂层表面进行生物活化处理,体外模拟体液浸泡实验考察涂层的生物活性.采用XRD、SEM、FTIR、EDS等测试技术对改性前后氧化钛涂层的生物活性进行表征.结果表明:氧化钛涂层和钛合金基体的结合强度较高,其值高达40MPa,涂层的耐模拟体液腐蚀性优于钛合金.酸和碱溶液表面改性后的氧化钛涂层经模拟体液浸泡可在其表面生成含有碳酸根的羟基磷灰石(类骨磷灰石),显示良好的生物活性.     

等离子喷涂制备 HA/ZrO2复合涂层

采用等离子喷涂技术,在Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ基体上成功地制备了羟基磷灰石／氧化锆（ＨＡ／ＺｒＯ２）复合涂层,对涂层的微观结构、相组成和结合强度进行了研究,并以模拟体液试验评估涂层的生物活性．结果表明,复合涂层具有较为均匀的微观结构．ＨＡ／ＺｒＯ２复合涂层的结合强度明显高于 ＨＡ涂层, ＨＡ／６０ ｗｔ％ ＺｒＯ２涂层的结合强度高达 ２８．５ＭＰａ,为 ＨＡ涂层的 ２．２倍．复合涂层在模拟体液中浸泡一段时间后,表面覆盖一层碳酸磷灰石（ｃａｒｂｏｎａｔｅ－ａｐａｔｉｔｅ）,表明涂层具有良好的生物活性．     

钛表面仿生矿化及其对成骨细胞行为的影响

采用仿生矿化法对商用纯钛进行表面处理,经过处理的样品表面形成一层薄的钙磷涂层,SEM和EDX分析表明,涂层晶体构型均一;XRD和FTIR分析晶体组成主要为碳酸羟基磷灰石.采用成骨细胞体外培养方法,探讨仿生矿化涂层对于细胞初期附着、增殖的影响.认为钙磷涂层可以提高成骨细胞的初期附着率,而对于细胞的增殖行为影响不大.     

PMMA/HA-GF复合材料在模拟体液中表面类骨磷灰石的形成

主要讨论了在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/无机玻璃纤维(GF)复合材料表面涂覆羟基磷灰石(HA)并经过处理后,在模拟体液中材料表面的接触角、类骨磷灰石的形成及表面微结构和形貌的变化.实验结果表明:增加PMMA/HA-FG复合材料表面的粗糙,可降低材料表面的接触角,使材料具有良好的润湿性;将材料在模拟体液中浸泡15d后,材料表面易形成团簇的、不连续的球状类骨磷灰石沉积物,主要成分为能与人体组织有良好结合的碳酸羟基磷灰石.     

炭/炭复合材料表面等离子体喷涂羟基磷灰石涂层的生物学性能

采用等离子体喷涂法在炭/炭复合材料基体上制备了羟基磷灰石涂层,并对所制材料开展体外模拟和试验.结果表明:在体外模拟生理环境的Ringer溶液中,涂层组成相随浸泡时间发生变化.涂层表面有新生羟基磷灰石结晶析出并聚集长大.骨内种植试验期间,动物末出现排异和炎症反应,涂层与基体结合良好.组织学观察发现,涂层与骨界面处有明显的组织改建和新骨形成形态.炭/炭复合材料表面等离子体喷涂羟基磷灰石涂层作为一种潜在的骨组织修复材料具有良好的应用前景.     

纯钛表面立方介孔SiO_2薄膜诱导沉积碳磷灰石层

采用浸渍-提拉法在预处理纯钛表面制备立方介孔Si O2薄膜,通过评价体外诱导类骨碳磷灰石层形成能力研究其生物活性。利用小角X射线衍射、傅立叶变换红外光谱、N2吸附、电镜和能谱等测试技术对模板剂去除前后、模拟体液浸泡前后介孔薄膜结构、组成与形貌进行了研究;利用固体表面Zeta电位仪研究薄膜表面荷电性质。结果表明,介孔薄膜具有三维立方介孔结构,在模拟体液(1.5SBF)中浸泡14 d即能诱导碳磷灰石层在其表面沉积,显示出良好的生物活性。介孔薄膜独特的孔道结构以及孔表面Si-OH在体液中呈负电性对其生物活性起关键作用。     

胶原/HA复合涂层多孔钛的细胞响应行为

为提高医用多孔钛的表面活性及生物相容性,以纤维烧结多孔钛为载体,采用碱热处理+模拟体液等化学方法进行羟基磷灰石(HA)沉积,随后进行水溶性胶原涂覆,制备具有三维贯通孔结构的胶原/HA复合涂层多孔钛。研究了胶原/HA复合涂层的表面形貌及化学成分,探讨复合涂层的形成机理;进行体外细胞毒性实验并分析了多孔钛表面细胞响应行为。结果表明,胶原/HA复合涂层在钛纤维表面均匀附着,胶原的填充连接可修复HA涂层表面的微裂纹,有利于小鼠前成骨细胞的黏附、增殖及分化,促进细胞的孔内跨纤维生长。胶原/HA复合涂层可以得到更好的细胞响应,对于促进早期骨与植入体的固定有很大的潜力。     

单晶硅表面溶胶-凝胶法制备磷灰石涂层的研究

采用溶胶-凝胶法在单晶硅表面制备了磷灰石(apatite,AP)涂层。借助SEM、EDS、XRD研究了单晶硅表面AP涂层的形貌结构与成分特征,通过模拟体液(simulated body fluid,SBF)浸泡实验研究了硅基AP涂层的体外诱导性能。研究结果表明,在500℃保温2h即可使sol-gel层转变为较致密的AP涂层,700与800℃分别保温2h得到的硅基AP涂层晶体长大且出现间隙,涂层的结晶性随热处理温度升高而增加,在800℃处理未出现AP的分解;SBF中浸泡1周后,AP涂层未出现剥离单晶硅的现象,且能够诱导骨状磷灰石新沉积层的形成,体现出较好的体外诱导性能。     

等离子喷涂制备HA/ZrO2复合涂层

采用等离子喷涂技术,在Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ基体上成功地制备了羟基磷灰石／氧化锆（ＨＡ／ＺｒＯ２）复合涂层,对涂层的微观结构,相组成和结合强度进行了研究,并以模拟体液试验评估涂层的生物活性,结果表明,复合涂层较有较为微观结构,ＨＡ／ＺｒＯ２复合涂层的结合强度明显高于ＨＡ涂层,ＨＡ／６０ｗｔ％ＺｒＯ２涂层的结合强度高达２８．５ＭＰａ,为ＨＡ涂层的２．２倍,复合涂层在模拟体液中浸泡一段时间后,表面覆盖一层     

磁控溅射法制备HAF/YSZ梯度复合涂层及生物性能研究

采用射频磁控溅射技术在Ti6Al4V基体上成功制备了含氟羟基磷灰石梯度复合涂层(HAF/YSZ)。利用X射线光电子能谱(XPS)、电子探针(EDX)、扫描电镜(SEM)等对涂层的成分分布、形貌、界面结合进行表征。通过模拟体液(SBF)实验,分析和评价了HAF/YSZ涂层在模拟人体条件下的生物性能。结果表明,所制备涂层表面粗糙,呈多孔岛状结构,有利于新生骨组织的生长;涂层与基体结合紧密,各层间相互扩散,整体一致性较好;经模拟体液浸泡后,涂层表面有新生物质沉积,表现出较好的生物活性及稳定性;梯度复合涂层较氟含量单一的氟羟基磷灰石涂层具有更好的抗体液溶解能力及稳定性。     

Ti6Al4V表面HAF/YSZ梯度复合涂层的制备和性能

采用射频磁控溅射技术在Ti6Al4V基体上制备含氟羟基磷灰石(HAF)梯度复合涂层,对涂层的氟含量、物相组成及形貌进行了表征,并分析了梯度复合涂层在模拟人体条件下的生物活性和稳定性。结果表明:复合涂层中的氟呈梯度分布,n(Ca)/n(P)随着涂层中氟含量的增加逐渐减小。HAF/YSZ(Y_2O_3稳定的ZrO_2,简称YSZ)复合涂层在SBF环境下生成的新物质为碳酸类骨磷灰石,氟促进磷灰石相的发育,氟含量呈梯度分布能有效提高涂层的抗体液溶解能力和与基体间的结合性能;HAF/YSZ梯度复合涂层比无氟羟基磷灰石及氟含量单一的涂层具有更好的生物活性和稳定性。     

微波辅助法制备镁合金的植酸镁/羟基磷灰石复合涂层及其耐蚀性能

采用微波辅助法在AZ31镁合金表面制备了植酸镁/羟基磷灰石(PA/HA)复合涂层。利用FESEM、EDS、XRD和电化学性能测试等方法表征涂层的表面形貌、物相组成以及耐蚀性能,探究了植酸溶液的pH值对PA/HA复合涂层形貌及耐蚀性能的影响,并通过浸泡实验研究了镁合金及PA/HA复合涂层在模拟体液(SBF)中的降解矿化行为。结果表明:在植酸预处理中,植酸溶液的pH=5.0时制备得到的PA/HA复合涂层表面均匀、无裂纹,与镁合金基底的界面结合良好;并且在此pH值下PA/HA复合涂层包覆镁合金样品的交流阻抗最大,自腐蚀电流密度最小,说明其耐蚀性最好。在SBF中,PA/HA复合涂层能够快速诱导磷灰石的生成,并显著提高镁合金基底的耐蚀性能。     

Plasma spraying of zirconia-reinforced hydroxyapatite composite coatings on titanium: Part II Dissolution behaviour in simulated body fluid and bonding degradation

The change of phase, morphology and bond strength of plasma sprayed hydroxyapatite (HA) coating and ZrO2/HA composite coatings immersed in simulated body fluid (SBF) for various periods of time was studied. X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were used to identify the phase and observe the morphology of the coating surface before and after immersion. In addition, inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP) was used to measure the ion release rate of coatings in SBF for various periods of time. Observation of the morphology by SEM shows that the composite coating with the addition of ZrO2 in HA significantly reduced the dissolution rate of impurity phases in simulated body fluid. The argument was supported by measurement of Ca2+ ion concentration in SBF. During plasma spraying, less OH- ions were lost in a ZrO2-containing composite coating. This factor, together with the reduced effective surface of the ZrO2-containing HA coating, were attributed to the reduced dissolution rate of the composite coatings. All the plasma sprayed coatings degraded after immersion in SBF owing to dissolution of constituents in the coating, however, the addition of ZrO2 in HA improved the bonding strength of HA coating after immersion in SBF.     

Tribological characteristics of boronized niobium for biojoint applications

Boride coatings on corrosion-resistant refractory metals are potentially used as implanting materials. In this research, we investigated wear mechanisms of boride coatings on pure niobium using a pin-on-disk tribometer in two different conditions i.e. in dry and using a simulated body fluid (SBF). Surface morphology studied using a scanning electron microscope (SEM) shows the compressed boride layer with indistinguishable regions such as coating intermediate transition layer and the substrate. The surface analysis after wear tests was conducted using an atomic force microscope (AFM). It was found that, in dry condition, the boride coating underwent deformation wear, and debris formed and accumulated at both ends of the track due to adhesion. In presence of SBF, the coating shows different mode of failure. The tribo-chemical wear dominates the wear mode.     

三维钛网表面双生物陶瓷涂层的制备及其性能

采用浸渍涂敷-烧结法首次在医用三维钛网表面制备出双生物陶瓷涂层,利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜对HA-BG/BG/Ti复合材料进行了微观表征,拉伸法测量了Ti基体与BG涂层的结合强度,模拟人体体液(SBF)评价复合材料的生物相容性.研究表明:该双生物陶瓷涂层的内层为生物玻璃(BG)涂层,外层为多孔结构的羟基磷灰石-生物玻璃(HA-BG)复合涂层.Ti基体被致密的BG涂层包覆,由于在BG/Ti界面发生化学反应,界面的结合强度提高,平均结合强度达27 MPa.生物相容性实验表明,HA-BG/BG/Ti复合材料表面会被一层整齐、致密的HA覆盖,具有良好的生物相容性.