摻鋅羥基磷灰石涂層的制備及其耐腐蝕性、生物相容性評(píng)價(jià).pdf

1、金屬植入物例如醫(yī)用鈦及其合金由于良好的生物活性、耐腐蝕性及優(yōu)異的力學(xué)性能而受到生物材料界的關(guān)注。金屬植入物表面經(jīng)常涂覆上骨誘導(dǎo)生物活性材料，來(lái)確保它們?cè)谂R床上長(zhǎng)久的成功運(yùn)用。
　　本文在醫(yī)用純鈦(Ti)表面通過(guò)電化學(xué)沉積（ED）方法制備羥基磷灰石(HAp)涂層，為了提高HAp涂層的耐腐蝕性、抗菌性及生物活性而摻入鋅離子（Zn2+）。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，制備摻鋅羥基磷灰石（ZnHAp）涂層，電解液中鋅離子的較優(yōu)摻入量是5×10-2mol/

2、L，較佳沉積電流是1mA，較佳沉積時(shí)間是900s，較佳沉積溫度是65℃。在較優(yōu)條件下制備得到的ZnHAp涂層均勻致密，其間形成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)可能增強(qiáng)材料的生物相容性，對(duì)細(xì)胞的粘附起到關(guān)鍵作用。
　　利用掃描電子顯微鏡（SEM），X射線衍射儀（XRD），能量射散X射線分析儀（EDS），傅立葉紅外光譜儀（FTIR）對(duì)制得的ZnHAp涂層結(jié)構(gòu)，微觀形貌，成分及元素分布等進(jìn)行了表征，并探討了ZnHAp內(nèi)在的形成機(jī)理。ZnHAp的XRD峰相對(duì)

3、于HAp(JCPDS No.09-0432)的平移說(shuō)明Zn成功地?fù)诫s到涂層中。FTIR光譜表明碳酸化的ZnHAp結(jié)構(gòu)是缺鈣的，HAp中摻入Zn對(duì)HAp沒(méi)有結(jié)構(gòu)性的改變。ZnHAp涂層的平均晶體大小是22 nm。ZnHAp涂層厚度大約是7μm，Zn在涂層表面是均勻分布的。根據(jù) EDS的結(jié)果可知 Zn在 ZnHAp中的摻雜量大約是1.33 wt.％。ZnHAp涂層是菊花簇狀、均勻致密的針狀，且一簇一簇菊花之間存在的一定的孔隙，可能利于成骨細(xì)

4、胞粘附生長(zhǎng)。
　　研究了ZnHAp涂層抗大腸桿菌（E.coli）的抗菌活性，抗菌結(jié)果表明，ZnHAp涂層中的Zn2+明顯提高植入物表面HAp涂層的抗菌特性。使用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）方法測(cè)量鋅離子的釋放量，得到鋅離子能夠維持長(zhǎng)期穩(wěn)定的釋放，表明涂層能達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定的抗菌效果。動(dòng)電位極化試驗(yàn)揭示，ZnHAp涂層表面比HAp涂層表面和裸 Ti具有更優(yōu)異的耐腐蝕性。在模擬體液（SBF）中浸泡144h進(jìn)行的體外生物活性研究揭示

5、，Ti基體表面堆積有大量的磷灰石，說(shuō)明ZnHAp涂層有很強(qiáng)的誘導(dǎo)磷灰石形成能力，且涂層具有較優(yōu)良的生物活性。此外，涂層表面MC3T3-E1成骨細(xì)胞黏附鋪展的形態(tài)學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞在ZnHAp涂層表面粘附狀況良好，在ZnHAp涂層上比在HAp涂層和裸Ti上明顯的增強(qiáng)了體外細(xì)胞相容性。MTT實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞培養(yǎng)5天后，ZnHAp涂層上的細(xì)胞顯示了比對(duì)照組更優(yōu)越的細(xì)胞生存力。這個(gè)結(jié)果意味著在ZnHAp涂層中Zn的釋放或出現(xiàn)比粗糙度更能促進(jìn)細(xì)胞