微 / 纳米结构含锌硅酸钙基涂层成骨性能研究

骨科植入物涂层的表面形貌和化学组成对炎症反应的进程和骨形成的发生都发挥着重要调节作用。为综合 利用微 / 纳米仿生结构和生物活性元素的优势,将含锌 (Zn) 的纳米结构物质引入到经水热处理后的等离子喷涂硅 酸钙 (calcium silicate, CS) 涂层表面,对所制备涂层的物相组成、表面和截面形貌、比表面积、Zeta 电位和生理环 境下离子溶出等物理化学性能进行了表征。相比于常规 CS 涂层,具有微 / 纳米复合结构的 CS 和含锌 CS 涂层拥 有更高比表面积和孔容,可吸附更多血清蛋白和纤维连接蛋白,通过刺激细胞内整合素以及下游 vinculin 和 FAK 基因表达,提高了骨髓间充质干细胞 (BMSCs) 铺展能力。涂层中锌的引入进一步提高了其表面 BMSCs 的增殖能 力和与成骨细胞分化相关的基因表达。具有微 / 纳米复合结构的涂层明显上调了 RAW264.7 巨噬细胞中 M2 表型 因子（CD206 和 ARG）基因表达,而涂层中溶出的 Zn2+ 显著提高了 RAW264.7 细胞中抑炎症因子（IL-1ra 和 IL10）基因表达,促使其向抑炎症表型转化。骨科植入物涂层表面锌元素和纳米结构的引入有利于创建良好的骨免 疫微环境,促进骨形成的发生。     

真空等离子喷涂HA/Ta复合涂层

羟基磷灰石(HA)具有良好的生物相容性和骨传导能力,采用等离子体喷涂技术在钛合金等金属基材上制备的HA涂层材料已在临床医学上被广泛使用。但是,HA涂层与钛合金基材之间较低的结合强度影响了植入物在体内的长期使用。本文采用真空等离子体技术制备钽(Ta)掺杂的HA涂层,以期在保持其良好生物学性能的同时提高其结合强度。HA/Ta复合涂层的微观形貌、元素组成和相组成由SEM及配套的能谱仪(EDS)和XRD分析技术表征。按ASTMC-633标准对涂层的结合强度进行了测试。将涂层试样浸泡于模拟体液中以评估其生物活性。结果表明:Ta增强HA涂层具有粗糙的表面和层状结构,其结合强度随着Ta含量的增加而增加。掺60%Ta(H4T6)涂层的结合强度达到37.2MPa,约为HA涂层的1.9倍。模拟体液浸泡试验显示,掺钽HA涂层表面形成了类骨磷灰石,表明具有良好的生物活性。     

ZrO2改性CaO-SiO2复合生物涂层的制备及表征

以CaO稳定的ZrO2为原料,与适量SiO2在1400℃下反应.制得CazSiO4不同含量(质量分数:20%、40%、60%)的ZrO2改性CaO-SiO2复合粉体,并采用大气等离子体喷涂技术制备涂层.利用X射线衍射(XRD)、电子探针(ETMA)及能量色散谱(EDS)对涂层相组成和形貌进行表征.涂层的体外生物活性和稳...     

喷涂粉体粒径对铁基非晶涂层腐蚀行为的影响

选用三种不同粒径的Fe43Cr16Mo16C10B5P10粉体为喷涂原料,利用等离子体喷涂技术制备铁基非晶合金涂层,研究粉体粒径对涂层显微结构和耐蚀性能的影响。结果表明,采用三种粉体制备的涂层均表现出高的非晶相含量。采用小粒径的喷涂粉体制备的涂层结构最为致密,孔隙率仅为1.03%,且涂层中孔隙尺寸小,无明显的微裂纹,涂层具有最高的显微硬度,高达1013 HV0.1。涂层经不同的表面处理后,耐蚀性差别显著。经封孔处理后的涂层,由于表面缺陷减少,耐腐蚀性能显著高于抛光处理和喷涂态的涂层。对于封孔处理的涂层,随喷涂粉体粒径的增大,涂层耐蚀性逐渐降低。其主要原因是较大粒径粉体所制备的涂层含有较多的缺陷,为腐蚀溶液的渗透提供了通道。     

氧化锆涂层喷涂工艺对涂层显微结构及热物理性能影响

采用大气等离子喷涂(APS)技术制备氧化锆涂层,并以SprayWatch-2i在线监测系统观测喷涂过程中氧化锆粒子的飞行速度和表面温度.采用扫描电镜(SEM)对氧化锆涂层的显微结构进行观察,并测定涂层的部分热物理性能,研究颗粒飞行特性--涂层结构--性能之间的关系.结果表明,采用较大功率制备的涂层,其结构较为致密、气孔...     

热喷涂生物陶瓷涂层的研究进展

采用热喷涂技术在金属(合金)基材表面制备的生物陶瓷涂层, 兼具金属材料较高力学强度和陶瓷材料优良生物学性能, 作为骨植入材料的研究和应用备受关注。本文介绍骨植入涂层材料的研究概况, 重点阐述热喷涂羟基磷灰石(HA)涂层的研究现状, 并概述新型生物活性硅酸钙陶瓷涂层的研究进展。     

添加剂La(CH3COO)3和NaF对AZ31在Mg(ClO4)2溶液中电化学性能的影响

采用极化曲线、电化学阻抗、恒电流放电、析氢失重等方法,研究了AZ31镁合金在空白1.5 mol/L Mg(ClO₄)₂溶液以及添加了La（CH₃COO）₃和NaF的电解液中的电化学行为。结果表明,添加剂NaF使得AZ31在1.5 mol/L Mg(ClO₄)₂溶液中开路电位和活化电位负移,极化曲线中腐蚀电流降低以及浸泡实验中析氢率和失重率降低,放电效率提高,更为重要的是缩短了放电滞后时间;另一方面添加剂La（CH₃COO）₃提高了放电效率,但对于放电滞后没有改善,对于耐蚀性也没有提高。     

等离子体喷涂新型生物活性涂层研究

为改善骨植入体涂层材料在临床应用中存在的不足之处,如生物活性不高、抗感染能力缺乏、长期稳定性不够等,对等离子体喷涂生物活化钛涂层、抗菌羟基磷灰石涂层以及抗降解硅酸钙复合涂层等新型生物活性涂层进行了研究。所获得的涂层材料综合性能优良,有望用于新一代骨植入体。