【摘 要】
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医用钛合金如Ti-6Al-4V（TC4）合金由于具有优异的机械性能以及良好的生物相容性常作为人体植入体的首选材料,被广泛应用于人体硬组织替代和修复。然而,钛合金长期在复杂的人体环境中,会释放有毒金属Al3+和V-离子进入周围组织,且本身的生物活性不佳限制了其应用。羟基磷灰石（HA）是人体和动物骨骼一种非常重要的无机组成成分,具有与天然骨骼相似的化学性、生物相容性和骨诱导性。但其强度低、韧性差、脆性
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医用钛合金如Ti-6Al-4V（TC4）合金由于具有优异的机械性能以及良好的生物相容性常作为人体植入体的首选材料,被广泛应用于人体硬组织替代和修复。然而,钛合金长期在复杂的人体环境中,会释放有毒金属Al3+和V-离子进入周围组织,且本身的生物活性不佳限制了其应用。羟基磷灰石（HA）是人体和动物骨骼一种非常重要的无机组成成分,具有与天然骨骼相似的化学性、生物相容性和骨诱导性。但其强度低、韧性差、脆性高等缺点限制了其作为硬组织替代和修复材料方面的应用。因此,采用表面改性的方法将HA涂覆在Ti-6Al-4V表面不仅能解决两者存在的问题,还可以获得更好的性能。本文主要采用电沉积法结合水热法在Ti-6Al-4V表面制备了ZrO2-HA复合涂层。对比研究了不同沉积时间和电流强度对ZrO2-HA复合涂层的形貌、成分、结构以及在不同腐蚀介质中耐腐蚀性能的影响,进而获得最优工艺参数。在此基础上,进一步探讨了最优工艺参数制备的ZrO2-HA复合涂层的生物相容性。研究结果如下:（1）对不同沉积时间制备的复合涂层的形貌成分、结构、结合力及耐蚀性能进行研究。沉积时间为1.5 h制备的ZrO2-HA复合涂层致密性最佳,结晶度和结合力最高。在人工模拟体液（SBF）和DMEM培养基两种腐蚀溶液中的电化学实验表明:该工艺制备的ZrO2-HA复合涂层自腐蚀电流密度最低,容抗弧半径最大。其中在DMEM腐蚀溶液中,电化学腐蚀后的复合涂层表面形貌发生改变,而成分元素并没变化,而TC4基材表面出现点蚀坑,说明腐蚀机理为点蚀。在SBF溶液中浸泡实验表明:该工艺制备的复合涂层的腐蚀速率最小。（2）对不同电流强度下制备的复合涂层的形貌成分、结构及耐蚀性能进行研究。电流强度为-2 m A制备的ZrO2-HA复合涂层比较致密,结晶度和结合力最高。在SBF和DMEM两种腐蚀溶液中的极化曲线测试表明:该工艺制备的复合涂层自腐蚀电流密度最低;电化学阻抗谱表明:该工艺制备的复合涂层的容抗弧半径最大。在SBF溶液中浸泡实验表明:该工艺制备的复合涂层的腐蚀速率最小。（3）对Ti-6Al-4V基材和ZrO2-HA复合涂层的生物相容性进行研究。与基材相比,ZrO2-HA复合涂层表面无细胞毒性,而且HA的存在更加有利于成骨细胞的粘附、铺展及增值。
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