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本文采用微弧氧化技术在纯钛表面制备含钙磷元素的非晶陶瓷涂层,并通过后续的常规水热处理和微波水热处理方法构建了生物活性涂层结构。同时,通过改变水热过程的工艺参数,对涂层组织结构及生物活性进行调控。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)与X射线能量分散分光计(EDS)等表征方法分析了经常规水热与微波水热处理前后涂层表面的物相组成、微观形貌、元素种类及元素含量等,以及涂层浸泡模拟体液后表面磷灰石诱导能力;对试样进行模拟体液(SBF)浸泡实验,通过SEM、EDS对经常规水热与微波水热处理前后微弧氧化涂层表面沉积的磷灰石进行评价。微弧氧化过程中使用的电解液成分组成为EDTA-2Na、Ca(CH3COO)2·H2O、Ca(H2PO4)2·H2O、Na2Si O3·9H2O、Na OH和H2O2水溶液,纯钛经微弧氧化处理后表面形成微观多孔结构。分别以Na OH溶液与Ca Cl2溶液作为水热溶液,进行常规水热处理,Na OH溶液中有羟基磷灰石纳米棒及Na0.23Ti O2存在,Ca Cl2溶液中涂层表面只有羟基磷灰石纳米棒形成并且数量更多。对常规水热过程中羟基磷灰石的热力学及动力学进行模拟计算,水热温度及溶液浓度的提高均能提高羟基磷灰石的形核驱动力及形核速率,并且Ca Cl2溶液的计算结果比Na OH溶液好,同时p OH的增大不利于羟基磷灰石的形核长大。在CaCl2溶液中加入Sr2+作为水热溶液,对于常规水热处理,水热温度的提高会增加涂层表面锶取代羟基磷灰石纳米棒的数量,处理时间的延长也有利于锶取代羟基磷灰石纳米棒的形成及生长。对于微波水热处理,水热温度的提高能提高涂层表面锶取代羟基磷灰石纳米棒的数量及结晶性。混合溶液浓度过高,会导致涂层表面没有锶取代羟基磷灰石纳米棒形成。处理时间过长,也不利于涂层表面锶取代羟基磷灰石纳米棒的形成及长大。相同工艺参数下微波水热处理后的涂层表面的锶取代羟基磷灰石纳米棒数量更多,结晶性更好。将经常规水热与微波水热处理前后的微弧氧化试样浸泡模拟体液,其中微弧氧化涂层浸泡7天后表面并无磷灰石沉积,表现出极差的体外生物活性;常规水热处理后的试样浸泡7天后涂层表面已被磷灰石完全覆盖,表现出良好的生物活性;而微波水热处理后的试样浸泡7天后涂层表面不但被磷灰石完全覆盖,磷灰石层还堆积出了裂纹。综上所述,微弧氧化试样常规水热与微波水热处理后体外生物活性得到了明显的提高。