电泳沉积多孔羟基磷灰石涂层及其性能的研究

摘要

羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2,Hydroxyapatite,HA]作为生物陶瓷材料呈现出良好的生物活性,但是由于HA本身的脆性,限制了HA作为承重部位骨替换材料方面的应用;然而传统医用材料的钛及钛合金具有优异的力学性能,因此制备综合两者优点的钛基HA成为当今生物陶瓷材料研究的热点之一。
　　 本文提出了分别以葡萄糖、淀粉、壳聚糖、炭粉为造孔剂运用电泳沉积(Electrophorectic deposition,EPD)方法在钛基材表面制得HA/有机物、HA/聚合物、HA/无机物三种类型的复合涂层,经烧结处理得到多孔HA涂层。采用FT-IR、SEM、XRD和TG表征涂层的组成、表面形貌、物相组成及热稳定性,黏结-拉伸实验测定涂层与基体的结合强度,人体模拟体液(Simulated Body Fluid,SBF)浸泡测定涂层的生物活性,并采用CHI660C电化学工作站对多孔HA涂层的耐腐蚀性进行测试。
　　 实验结果表明:经700℃烧结处理,复合涂层中的造孔剂微粒热分解致孔可制得多孔HA涂层,其孔径为2～30μm,涂层与基体的结合强度可达19.6 MPa；在1.5SBF中浸泡5 d后,多孔HA涂层表面碳磷灰石化,呈现良好的生物活性;在SBF中测得的Tafel曲线以及交流阻抗Nyquist图都表明多孔HA涂层耐腐蚀性优于纯钛。

目录

文摘

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中文文摘

绪论

第1章 实验内容

1．1仪器和试剂

1．1．1主要仪器

1．1．2主要试剂

1．2纳米HA的制备

1．3电泳沉积涂层

1．3．1悬浮液的配制

1．3．2悬浮液微粒的带电性能测试

1．3．3基体预处理

1．3．4电泳沉积

1．4样品表征

1．4．1 HA粉体的表征

1．4．2复合涂层热处理前后的表征

1．4．3力学性能测试

1．5人体模拟体液的配制和多孔HA的浸泡

1．6电化学方法分析多孔HA的耐腐蚀性

第2章 电泳沉积羟基磷灰石/有机物复合涂层

2．1前言

2．2实验内容

2．3结果与讨论

2．3．1．粉体的表征

2．3．2电泳沉积(EPD)

2．3．3模拟体液浸泡测定HA涂层的生物活性

2．3．4电化学方法表征涂层的耐腐蚀性

2．4本章小结

第3章 电泳沉积羟基磷灰石／聚合物复合涂层

3．1前言

3．2实验内容

3．3结果与讨论

3．3．1悬浮液的电导率与陈化时间的关系

3．3．2 FT-IR分析复合涂层的组成

3．3．3 TG分析复合涂层组成

3．3．4黏结-拉伸试验测定烧结后涂层的结合强度

3．3．5 SEM表征烧结后涂层的表面形貌

3．3．6 XRD分析多孔HA涂层的物相变化

3．3．7模拟体液浸泡测试多孔HA涂层的生物活性

3．3．8电化学方法分析HA涂层的耐腐蚀性

3．4本章小结

第4章电泳沉积羟基磷灰石／无机物复合涂层

4．1．前言

4．2实验内容

4．3结果与讨论

4．3．1悬浮液的电导率与陈化时间的关系

4．3．2 FT-IR分析涂层的组成

4．3．3 XRD分析烧结后涂层的物相组成

4．3．4黏结-拉伸试验测定烧结后涂层的结合强度

4．3．5 SEM表征烧结后涂层的表面形貌

4．3．6模拟体液浸泡测试多孔HA涂层的生物活性

4．3．7电化学分析多孔HA的耐腐蚀性

4．4本章小结

第5章结论

参考文献

攻读学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

个人简历