PDF《医用钛合金表面改性研究进展 3》

6 ± 3. 2MPa 增加到 36.

2 ± 3. 0MPa ,ZrO2 过渡层的 存在大大提高了等离子喷涂羟基磷灰石涂层与基体的结合强 度.A. Montenero 等[46 ] 在HA 涂层与钛基材之间引入过渡层 TiO2 或Ca TiO3 ,采用溶胶2凝胶法制备了 HA 复合涂层 ,由此 制备的涂层结晶度良好 ,涂层均

一、 无裂纹 ,结合强度明显提高. 1.

2 氟磷灰石和β 2磷酸三钙涂层 氟磷灰石(FA) 是自然界中稳定存在的一种矿物 , 它实际 上是在 HA 结构中以 F- 替换 O H - 而得到的 ,在生物介质中 FA 的溶解受表面控制 , 遵从螺旋位错机理.因FA 的溶解度 较HA 小,而且 F- 取代 O H - 使得磷灰石的结构更为稳定 ,因 此在等离子喷涂过程中较少产生晶型转变以及分解等不利现 象. J . L. Ong 等利用离子束溅射技术制备了 FA 涂层 ,这种涂 层在喷涂后为非晶态 , 经热处理后转变为晶态 ,涂层较薄 ,与基 体的结合强度也较好[47 ] . 磷酸三钙( TCP) ,分子式为 Ca3 ( PO4 )

2 , 有α和β两种晶 型 ,其中β型常用于制造生物陶瓷涂层. β 2TCP 在生物体内的 溶解度较 HA 和FA 高得多 ,因此较易发生降解.近年来 , 人 们对β 2TCP 的降解特点产生了浓厚的兴趣 ,希望它不仅能像 HA 和FA 那样与骨组织产生骨性结合 , 而且其降解成分 (如Ca2 + 、 PO3 -

4 离子) 能参与新骨的形成 ,加速骨组织生长 ,并逐渐 被新骨所取代 , 即由无生命向有生命转化 , 改善其生物活 性[48 ,49 ] . 除常用的生物陶瓷涂层外 ,黄楠等[50 ] 研究了钛表面氧化还 原改性对血液相容性的影响 ,结果表明 :经氧化还原处理 ,在钛 表面形成了非化学计量的二氧化钛 ( TiO2 - x ) 薄膜.对该氧化 还原薄膜与经单纯氧化处理的纯钛和热解碳 (L TIC) 的血液相 容性进行对比发现 :钛经单纯热氧化处理后 ,其血液相容性有所 改善 ,经氧化还原表面改性后 ,血液相容性进一步提高 ,在一定 还原工艺下获得的具有较大还原程度的 TiO2 - x 薄膜的抗凝血 性能显著优于热解碳 (L TIC) .此外 Liu[51 ] 和Xue[52 ] 则采用等 离子喷涂技术在 Ti26Al24V 合金表面分别制备钙硅石 (Wollas2 tonite) 和透辉石(Diopside) 涂层 ,以改善钛合金基体的生物活性 和生物相容性.

2 提高耐磨损性能的钛合金表面改性 钛合金植入件应当具备良好的耐磨性 ,不会因经常磨损而 产生假体松动.目前应用的医用钛合金虽然具有优良的耐蚀性 和比强度 ,但耐磨性较差 ,为了提高钛合金的耐磨损性能 ,通常 是利用表面处理工艺在钛合金表面形成一层耐磨涂层.目前研 究较多的工艺方法有热喷涂、 电镀与化学镀、 气相沉积法、 离子 注入技术、 微弧氧化法以及复合型表面处理技术等 ,常用的耐磨 表面涂层有类金刚石碳 (Diamond2Like Carbon ,DLC) 膜、 氮化 钛( TiN) 涂层等. 2.

1 类金刚石涂层 类金刚石碳膜具有先进的化学、 电子、 光学和力学等方面的 诸多优异性能 ,如极高的硬度、 化学惰性、 低摩擦系数、 高阻抗、 良好的热传导性和优良的光学透过性等 ,因而可以广泛用作光 学器件、 磁记忆器件、 高温半导体材料、 机械工具和医用矫形体 的耐磨保护层[53 ] . 黄楠等[54] 采用真空弧源沉积技术在钛合金表面合成 DLC 薄膜 ,其硬度达

96 GPa ,具有优异的耐磨性 ,摩擦系数低 ,且与钛 合金基体结合牢固.张贵锋[55 ] 用直流辉光放电法在 Ti26Al24V 合金 上沉积DLC 膜,其显微硬度达到4000N/ mm2 ( 约39.