电泳沉积羟基磷灰石生物陶瓷涂层的研究进展

羟基磷灰石(hydroxyapatite，HAP)生物陶瓷涂层被认为是目前最好的用于替代人体硬组织的一种生物医用材料。电泳沉积是一种全新的涂层制备方法，它可以解决传统HAP生物陶瓷涂层制备工艺上的各种不足。文中综合介绍了国内外有关电泳沉积HAP生物陶瓷涂层的研究报道，概述了电泳沉积的工艺流程和工艺参数，并对各种影响因素全面地进行了详细的探讨，进而提出了相应的设想和展望。     

钛合金表面制备羟基磷灰石生物陶瓷涂层研究进展

钛合金表面制备羟基磷灰石生物陶瓷涂层以其优异的力学性能和生物活性,成为近年来材料学家研究的热点医用材料之一。本文综述了在钛合金表面制备羟基磷灰石生物陶瓷涂层的研究进展,特别是在提高涂层结合强度和涂层结晶度方面的最新研究成果,展望了钛合金表面制备羟基磷灰石生物涂层复合材料的发展趋势和前景。     

乙二胺四乙酸二钠对镍钛合金表面电沉积羟基磷灰石涂层的影响

先用10mol/L的NaOH溶液处理镍钛片,随后采用电沉积法制备羟基磷灰石涂层。电沉积工艺参数为:硝酸钙0.042mol/L,磷酸二氢铵0.025mol/L,EDTA-2Na1.5×10-4mol/L,温度65℃,pH4.5,电流密度1mA/cm2,时间1h。采用扫描电镜、红外光谱仪和能谱仪对所得涂层进行表征。NaOH溶液处理有利于羟基磷灰石的生长。溶液中EDTA-2Na的存在不影响羟基磷灰石的生成,只是促使羟基磷灰石末端聚拢,使羟基磷灰石之间的空隙扩大,并减少涂层的CO3-2含量,增加OH-,有效减少了涂层的镍含量。     

柠檬酸根对镍钛合金表面电沉积羟基磷灰石涂层的影响

在含有0.042 mol/L Ca2+、0.025 mol/L H,PO-4及2.5×10-4mol/L柠檬酸根的电解液中进行阴极电沉积,成功地在NiTi合金表面制备了羟基磷灰石(HA)涂层.在电沉积之前,用5 mol/LNaOH对NiTi合金进行碱热预处理,可在其表面形成一层纳米针状氧化物.与不加柠檬酸根的电解液相比...     

碱处理法制备钛合金表面羟基磷灰石涂层

采用碱处理法制备钛基羟基磷灰石涂层,考察了碱液处理中有关钛合金表面活化参数对其诱导羟基磷灰石沉积速度的影响,采用X射线衍射和扫描电镜对样品的化学组成、结构和性能进行了表征,确定了钛合金表面活化处理的最优参数.结果表明,钛基体经10 mol/L氢氧化钠,饱和硝酸钙预钙化处理,模拟体液中培养后,羟基磷灰石沉积速度快,14 d就可形成致密﹑均匀﹑裂纹少的涂层;碱液处理后饱和硝酸钙溶液预钙化可得到片状的羟基磷灰石生物矿化层;且钛基体在600 ℃的热处理是HAP涂层沉积的重要条件之一.与相关研究相比较,该方法的优点在于可在形状复杂的植入体上形成均匀的涂层,工艺简单,并且涂层与基体结合牢固.     

悬浮液粉体含量对电泳沉积羟基磷灰石涂层的影响

从不同羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)粉体含量的悬浮液中,在钛表面电泳沉积HA涂层.采用扫描电镜、X射线衍射表征涂层的微观形貌及物相组成,通过黏结-拉伸实验测定涂层与基底的结合强度.结果表明:提高悬浮液的HA粉体含量,有助于提高电泳沉积HA涂层的致密性,改善其烧结性能,提高烧结致密化程度;HA涂层致密性的提高,有效地抑制了钛基底表面氧化反应,改善了涂层与基底的界面结合状态,使HA涂层与钛基底的结合强度从悬浮液HA粉体含量为5g/L时的4.54MPa,提高到悬浮液HA粉体含量为20g/L时的19.92MPa.     

引氟量对钛表面电沉积含氟羟基磷灰石涂层的影响

根据电沉积磷灰石陶瓷技术,通过在含有Ca(NO3)2·4H2O、NH4H2PO4、NaNO3及H2O2的电解液中加入不同浓度的氟化钠作为引氟剂,在钛片表面进行电化学沉积,分别采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)对所得涂层的表面形貌和理化性质进行分析.结果表明,通过上述方法可以在钛表面制备纳米晶含氟羟基磷灰石(FHA)涂层,涂层的含氟量与电解液中加入NaF的浓度有关.当NaF浓度低于0.012 mol/L时,随着引氟量的增加,所得FHA涂层的含氟量也相应增加;当NaF浓度高于0.012 mol/L后,涂层的含氟量不发生明显变化.     

引氟量对钦表面电沉积含氟羟基磷灰石涂层的影响

根据电沉积磷灰石陶瓷技术,通过在含有Ca(NO3)2·4H2O、NH4H2PO4、NaNO3及H2O2的电解液中加入不同浓度的氟化钠作为引氟剂,在钛片表面进行电化学沉积,分别采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)对所得涂层的表面形貌和理化性质进行分析....     

电泳沉积磷灰石生物陶瓷涂层的研究进展

羟基磷灰石(HA)生物涂层材料是最有发展前途的生物硬组织替代材料之一.电泳沉积具有装置简单,操作方便,非线性,沉积温度低等特点,可以解决传统HA生物陶瓷涂层制备工艺上的各种不足.文中探讨了电泳沉积的各种工艺影响因素,综合介绍了国内外有关电泳沉积HA复合(梯度)生物涂层和电泳沉积与其它方法复合制备HA生物涂层的研究报道,进而提出了相应的设想和展望.     

电泳沉积和反应结合制备羟基磷灰石/氧化铝复合涂层

在金属表面用电泳沉积(electrophoretic deposition, EPD)法制备羟基磷灰石(hydroxyapatite, HA)涂层的主要问题是结合强度较低.为了提高HA涂层与基体的结合强度,先采用EPD在钛表面制得羟基磷灰石/铝(hydroxyapatite/aluminum, HA/Al)复合涂层,然后采用反应结合方法(reaction bonding process)制备羟基磷灰石/氧化铝(hydroxyapatite/aluminum oxide, HA/Al2O3)复合涂层,并与相同条件下制备的HA单一涂层进行比较研究.用扫描电镜表征涂层的表面和横截面形貌.用能量散射X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)谱分析HA/Al2O3复合涂层的化学组成.用XRD仪研究涂层的物相组成和热稳定性.通过黏结-拉伸实验测定HA涂层与基体的结合强度.结果表明:通过850℃热处理,HA/Al复合涂层中的Al粉发生氧化反应生成Al2O3,经反应结合得到HA/Al2O3复合涂层;反应结合提高了HA涂层的致密化程度且降低了基底钛表面的氧化程度;与单一HA涂层相比,HA/Al2O3复合涂层与基底间的结合强度得到明显提高.     

在钛基上电泳沉积羟基磷灰石生物陶瓷涂层的研究

将羟基磷灰石(HAP)电泳沉积在钛基材上，得到了结构稳定的HAP生物陶瓷涂层。研究了电场强度、悬浮液温度、电泳时间、分散介质及HAP浓度对涂层形貌的影响。通过红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)对涂层的组成及结构进行了分析，并采用扫描电镜(SEM)对涂层煅烧前后的微观形貌进行了观察。结果表明：在正丁醇作为分散剂、悬浮液温度30℃、电场强度250V／cm、电泳时间300s以及HAP浓度5．0g／L的条件下可制得形貌较好的HAP生物陶瓷涂层；经二次电泳沉积及煅烧后得到的HAP生物陶瓷涂层均匀致密．     

钛植入合金表面电化学沉积掺镁羟基磷灰石涂层

以Ca(NO3)2、(NH4)2HPO4和Mg(NO3)2为原料,采用电化学沉积法在医用钛合金表面制备了掺镁羟基磷灰石涂层,研究了电沉积工艺条件对掺镁羟基磷灰石涂层表面形貌的影响。结果表明,当电流密度为1.0mA/cm2,温度为65°C,pH为4.5,n(Mg):n(Ca)=1:3,电沉积时间为1300s时,得到了均匀致密的晶须状涂层。X射线衍射分析表明,烧结后的掺镁羟基磷灰石涂层中Mg2+取代了Ca2+,使HA涂层的晶格发生了变化。     

医用钛合金表面羟基磷灰石/二氧化锆梯度复合涂层的制备

用恒电流沉积方法分别在ZrO(NO3)2电解液和由Ca(NO3)2及NH4H2PO4组成的电解液中制备出羟基磷灰石/二氧化锆(HA/ZrO2)梯度医用复合涂层.通过扫描电镜观察,研究了沉积电流和沉积时间对涂层形貌的影响.结果表明,当沉积电流为11.1 mA,沉积时间为400 s时,在锆电解液中可获得均匀的钛基Zr(OH...     

冰醋酸介质中电泳共沉积制备生物玻璃/羟基磷灰石涂层

通过研究生物玻璃(bioglass，BG)微粉和羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)微粉在水和非水介质中的分散及带电特性，选择冰醋酸为介质，使分散在其中的BG颗粒和HA颗粒表面均带上正电荷，为电泳共沉积提供了前提条件。通过对BG颗粒和HA颗粒在冰醋酸介质中电泳共沉积以及后续低温快速热处理，在钛合金基体上成功地制备出了底层致密而表层附近多孔的BG／HA涂层。并对所制备的BG／HA涂层的力学性能和微观结构及组成进行了测试分析。     

纯钛表面电沉积羟基磷灰石复合涂层组织及性能

采用水热电沉积法在纯钛基体表面制备前驱体,对其进行碱液处理和真空热处理后得到羟基磷灰石(HA)复合涂层.采用XRD、SEM和激光共聚焦显微镜分析涂层物相结构、组织形貌,利用热震法和模拟体液浸泡法表征涂层结合强度和生物活性.实验结果表明:前驱体主要成分为CaHPO4·2H2O、Ca3(PO4)2和CaTiO3,经室温碱液处理10 h后,涂层物相由Ca10(PO4)6(OH)2(简称:HA)、Ca3(PO4)2和CaTiO3组成,组织形貌由前驱体的块状转变为细针状HA晶体.当温度一定时,涂层厚度在4.5 V电压下达到最大值38μm,热震次数在4 V电压下达到最大值11次;当电压一定时,涂层厚度在40℃和50℃下均为最大值35μm,热震次数在40℃下达到最大值11次.沉积电压为4 V、水浴温度为40℃工艺条件下的涂层经体外生物活性测试表明:HA复合涂层表面可在模拟体液中形成新的HA晶核,并不断长大.     

电泳沉积用羟基磷灰石稳定悬浮液的制备

研究了羟基磷灰石粉体粒径、粉体预烧温度、陈化时间、分散溶剂、悬浮液固含量对羟基磷灰石悬浮液稳定性的影响,通过测定Zeta电位,吸光度等参数表征悬浮液稳定性,对悬浮液电泳沉积的涂层进行SEM表面形貌及粘结-拉伸结合强度的表征.结果表明:悬浮液颗粒越小,Zeta电位越高;对羟基磷灰石粉体预烧800℃,Zeta电位明显提高,且有利于涂层与基体的结合;悬浮液陈化48 h后,颗粒荷电性最佳,可得致密均匀的涂层;以乙二醇为分散溶剂可制备稳定的悬浮液,但乙醇溶剂更有利于涂层的电泳沉积;悬浮液固含量控制为20g/L时,涂层质量较好.     

在改性模拟体液中电沉积羟基磷灰石涂层

Hydroxyapatite coatings were directly prepared on anodized titanium by electro-deposition method in a modified simulated body fluid. The configuration, structure and bioactivity of the coating were investigated with scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction analyzer (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) techniques. The results demonstrated that pure and homogeneous hydroxyapatite coating can be obtained without any post-treatment. The prepared coating showed good bioactivity in simulated body fluid (SBF). The time required for a fully covered dense hydroxyapatite coatings was 4 days immersion in SBF.     

电沉积制备羟基磷灰石-碳化硅复合涂层

采用电沉积技术在碳/碳复合材料表面制备出羟基磷灰石-碳化硅复合涂层,通过扫描电镜、x.射线衍射仪、能谱仪、傅里叶红外光谱仪研究了电解液浓度与电流密度对复合涂层形貌与组成的影响,采用粘接拉伸法测试羟基磷灰石-碳化硅涂层、羟基磷灰石涂层与基体的结合强度.结果表明:随着电解液浓度的降低,涂层的组成由磷酸氢钙转变为羟基磷灰石,晶体从大尺寸的片状逐渐转变为纳米级球状.随着电流密度的升高,涂层的钙、磷摩尔比逐渐升高,晶体向疏松的针状转变.选取适当的工艺参数,羟基磷灰石-碳化硅与基体结合强度高于羟基磷灰石涂层.     

氧化铝基体上羟基磷灰石/氟羟基磷灰石双层涂层的制备及性能

通过涂覆-烧结法在氧化铝(Al_2O_3)表面制得羟基磷灰石(HA)/氟羟基磷灰石(FHA)双层涂层,HA和FHA重复沉积在氧化铝基体上形成均匀涂层,然后在1300 ℃进行热处理.在此过程中,如果没有FHA中间层,HA会和Al_2O_3发生严重的反应,形成磷酸三钙和钙铝化合物.SEM、XRD及粘接拉伸试验表明:FHA中间层能有效地抑制HA与Al_2O_3的反应,所获得的双层涂层具有多孔粗糙的表面,但与Al_2O_3基体结合紧密.涂层经1300 ℃热处理后,其结合强度约为30 MPa.     

仿生法制备钛合金/羟基磷灰石复合涂层的研究

本研究了仿生溶液中钛合金表面沉积羟基磷灰石的技术路线。钛合金经抛磨、清洗．进行酸碱活化处理后，置于模拟体液(SBF)中，最终在钛合金基体上生成羟基磷灰石涂层。