关于TC4基表面ZnO/HA复合涂层的制备与性能研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:justoka
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钛合金由于具有较好的生物力学性能和生物相容性,在外科植入领域被广泛使用。增材制造技术(3D打印)的出现打破了传统制备钛植入体的制造方法,使得钛植入体在骨科领域向精密化、个性化方向发展。3D打印虽然为钛植入体解决了适配性、应力屏蔽等诸多问题,但无法对材料本身做出改变。专家学者关于3D打印在骨科植入体方面做了大量的研究,但仍处于探索阶段。TC4(Ti6Al4V)作为一款传统医用钛合金,在3D打印制造领域有着相对成熟的加工制造工艺,被广泛应用于骨科多孔植入假体,但其生物惰性和含有毒元素Al、V限制了它在人体内长期稳定存在。因此对TC4表面进行功能性改性来提高它的耐蚀性、耐磨性和生物相容性有着重要意义。本文主要采用溶液和溶胶的方法在TC4表面构建ZnO/HA复合涂层来提高其耐蚀性和生物性能,为多孔钛的内外表面修饰打下前期研究基础。首先我们利用多巴胺在TC4表面生长聚多巴胺(PDA)涂层,寻找合适的制备工艺制备均匀致密的PDA涂层。其次我们制备一种适用于多孔结构表面制备出均匀致密、性能优异的纳米ZnO涂层方法。在PDA涂层表面进行仿生矿化沉积羟基磷灰石(HA),来提高TC4的生物相容性。最后利用PDA涂层的双面胶作用,使纳米ZnO涂层和HA涂层,层层复合在基底TC4表面,实现TC4表面功能化。最终发现O2充足25℃条件下,多巴胺溶液(2 mM DA-HCl、10 Mm Tris-HCl)在缓慢搅拌下可以制得均匀致密稳定的PDA涂层;PDA能使溶胶-凝胶法制备的纳米ZnO涂层均匀分布在TC4表面,提高TC4的表面光洁度、亲水性和耐腐蚀性,同时提高与涂层的结合强度;仿生矿化法可以利用PDA在TC4和ZnO表面沉积羟基磷灰石(Ca10(PO46(OH)2),增加了其表面粗糙度,将有利于细胞攀附生长;通过涂层复合发现,纳米ZnO涂层表面制备HA涂层,沉积速度比较缓慢,需改进制备工艺加速沉积。
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