鈦（Ti）及其合金憑借優(yōu)異的機(jī)械性能和良好的生物相容性,一直是骨和牙種植體的主要臨床應(yīng)用材料。由于鈦及其合金自身的生物惰性,不易與周圍骨組織進(jìn)行快速的骨整合,因此其表面的生物活性有待進(jìn)一步提高。羥基磷灰石（HA）是人體骨和牙齒的主要無機(jī)成分,具有良好的生物活性和生物相容性,受其力學(xué)性能的制約,常被作為涂層材料覆蓋在鈦基體表面,用以提高植入體的生物活性。但一直存在涂層與基體界面結(jié)合強(qiáng)度低和涂層力學(xué)穩(wěn)定性差的問題,成為限制其臨床廣泛應(yīng)用的主要因素。本文從涂層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成分設(shè)計(jì)及制備方法等方面,就國內(nèi)外改善鈦基底與HA涂層界面結(jié)合性能的研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)作一綜述,為高性能鈦植入體的制備和應(yīng)用提供參考。 

【文章來源】：化學(xué)進(jìn)展. 2020,32(04)北大核心SCICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

激光輔助冷噴涂系統(tǒng)示意圖[88]

對(duì)HA涂層與Ti及其合金的界面研究對(duì)于涂層的制備有極大的指導(dǎo)作用。涂層與基體的界面結(jié)合主要分為三種類型(圖1):(1)機(jī)械互鎖,涂層與基底依靠一定的粗糙度進(jìn)行表面嵌合,從而形成機(jī)械鉚合;(2)物理吸附,當(dāng)涂層與基底緊密接觸時(shí),涂層中的分子依靠范德華力、氫鍵或靜電吸附與基底之間形成相互作用;(3)化學(xué)鍵合,在界面處生成化合物或固溶體,靠共價(jià)鍵、離子鍵或金屬鍵結(jié)合[11,12]。研究者們?cè)趯で筇岣咂浣缑娼Y(jié)合強(qiáng)度方法的同時(shí),從材料順應(yīng)性的角度出發(fā),提高HA涂層與Ti基底的力學(xué)匹配性,從而提高涂層的穩(wěn)定性,近幾年在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成分設(shè)計(jì)和制備方法等幾方面取得了一定進(jìn)展。以下將對(duì)近年來提高HA涂層結(jié)合強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面的相關(guān)研究進(jìn)行綜述。2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著梯度設(shè)計(jì)研究的深入,多種中間層被嘗試引入,包括生物活性玻璃[27,28]、Al2O3[29]、YSZ[30]、TiO2[31]、Ti/HA百分比混合物[32]和TiN[33]等,通過冶金結(jié)合增強(qiáng)層與層之間的結(jié)合強(qiáng)度或通過中間層緩解熱膨脹系數(shù)差異大的問題,以提高HA涂層與Ti基底的結(jié)合強(qiáng)度。隨之制備方法也在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn),如有研究[34]采用超音速火焰噴涂技術(shù),在Ti6Al4V基底上制備了多層HA/TiO2梯度復(fù)合涂層。涂層設(shè)計(jì)如圖2所示,從基底界面處的純TiO2到涂層外表面處的純HA,組成相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐層逐漸變化。通過壓痕測(cè)試測(cè)量計(jì)算了傳統(tǒng)單層純HA涂層和功能梯度涂層的斷裂韌性和結(jié)合強(qiáng)度,結(jié)果表明,TiO2層有利于改善涂層黏合性,梯度設(shè)計(jì)的中間層改善了斷裂韌性。因此,設(shè)計(jì)構(gòu)建梯度涂層相對(duì)于傳統(tǒng)的單層HA涂層更有利于改善植入體的機(jī)械穩(wěn)定性。3 成分設(shè)計(jì)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3362709