[發明專利]一種鈦鋁基羥基磷灰石涂層及其制備方法

無效

• 申請號: 201210116619.X
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN102631704A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 張小立;劉英;劉磊;趙慧君;范積偉;張振國;湯峰;劉芳
• 申請（專利權）人: 中原工學院
• 主分類號: A61L27/32
• 分類號: A61L27/32;C23C24/08
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張紹琳

技術領域

本發明涉及一種鈦鋁基羥基磷灰石涂層，提高鈦鋁合金具有更好的生物相容性。

背景技術

羥基磷灰石即HAP，是最常見的一種生物活性材料，它與其它生物材料顯著不同之處在于它具有與人體骨組織相似的無機成分，它含有人體組織所必需的鈣和磷元素，且不含其它有害元素。植入體內后，在體液的作用下，鈣和磷會游離出材料表面，被機體組織所吸收，并能與人體骨骼組織形成化學鍵結合，生長出新的組織。因此，羥基磷灰石陶瓷是目前公認的具有良好的生物相容性，并具有骨引導性，即生物活性的陶瓷材料。

雖然近年來，對羥基磷灰石納米化及其復合材料進行了系列研究，并在組織工程應用中取得了較快的進展。但仍然存在很多的問題，如沒能從根本上提高其強度和韌性以滿足臨床的種種需求，沒能徹底解決復合材料體內的降解速度與骨生長速度相匹配的問題等。到目前為止，HAP陶瓷不能用作承載種植體，它在醫學上的應用僅限于小的非承載種植體、粉末、涂層和低承載的多孔種植體。

發明內容

本發明的目的在于克服現有羥基磷灰石由于強度和韌性不足，不能用作承載種植體的局限性。使用鈦鋁合金作為基體材料，通過燒結方法在其表面涂敷羥基磷灰石涂層后，可望用于承載假體。直接高溫燒結的方法在鈦鋁（TiAl）合金表面涂敷羥基磷灰石涂層，工藝簡單，無污染，性能穩定，適用于工業規模。

本發明的技術方案是：一種鈦鋁基羥基磷灰石涂層，在鈦鋁合金表面涂覆有羥基磷灰石涂層，得到鈦鋁基羥基磷灰石涂層，鈦鋁基羥基磷灰石涂層的厚度為0.1-3.0?mm。

鈦鋁基羥基磷灰石涂層的制備方法，其特征在于它的步驟如下：

（1）將目數為300-400目的羥基磷灰石與酒精、甘油混合，酒精的質量為羥基磷灰石質量的1.5-3%，甘油的質量為羥基磷灰石質量的1.5-3%，得到羥基磷灰石混合料；

（2）將鈦鋁合金表面打磨、拋光并經過腐蝕后，將羥基磷灰石混合料涂敷在鈦鋁合金表面，涂敷厚度為0.1-3.0mm，得到涂覆有羥基磷灰石涂層的鈦鋁合金；

（3）將涂覆有羥基磷灰石涂層的鈦鋁合金放入電阻爐中在900-1200℃的條件下燒結，燒結時間1-3小時后在空氣中冷卻，得到鈦鋁基羥基磷灰石涂層。

使用沉淀法制備羥基磷灰石粉末和甘油的混合物涂刷在經過腐蝕處理的鈦鋁合金表面，經過高溫燒結，從而形成生物涂層，使鈦鋁合金不僅具有高的強度和韌性，同時具有更好的生物相容性。該方法所得涂層厚度均勻、牢固，可做生物材料領域進一步應用研究。

利用了鈦鋁合金低比重、高的比強度和良好的韌性等特點，將其表面涂敷生物涂層，使得該材料有可能替代承載的大型種植體。涂層制備工藝簡單，穩定性好，易掌握。強度可達80MPa，韌性可達1.0MPa·m^1/2。

具體實施方式

實施例1

利用沉淀法制備得到Ca/P比為1.67的羥基磷灰石粉末，經過蒸發、洗滌、干燥后，利用研缽磨細，然后過400目的篩。將尺寸為寬10mm×長40mm×厚5mm的鈦鋁合金表面經過1000#的砂紙打磨后，利用5%的硝酸酒精腐蝕3小時，后蒸餾水清洗，烘干。將羥基磷灰石粉末和6%的酒精甘油（酒精與甘油的質量比為1：1）混合，并均化，然后過200目篩。將以上糊狀混合物均勻涂敷在經過處置的TiAl合金表面。將上述具有羥基磷灰石涂層的鈦鋁合金放入電阻爐中于1200℃燒結并保溫2小時。空冷。得到涂層均勻的鈦鋁基羥基磷灰石涂層。

實施例2

利用沉淀法制備得到Ca/P比為1.67的羥基磷灰石粉末，經過蒸發、洗滌、干燥后，利用研缽磨細，然后過300目的篩。將尺寸為寬5mm×長20mm×厚2mm的鈦鋁合金表面經過1000#的砂紙打磨后，利用硝酸酒精腐蝕3小時，后蒸餾水清洗，烘干。將羥基磷灰石粉末和5%的酒精甘油（1：1）混合，并均化，然后過200目篩。將以上糊狀混合物均勻涂敷在經過處置的TiAl合金表面。將上述具有羥基磷灰石涂層的鈦鋁合金放入電阻爐中于1200℃燒結并保溫1小時。空冷。得到涂層均勻的鈦鋁基羥基磷灰石涂層。

實施例3

一種鈦鋁基羥基磷灰石涂層，在鈦鋁合金表面涂覆有羥基磷灰石涂層，得到鈦鋁基羥基磷灰石涂層，鈦鋁基羥基磷灰石涂層的厚度為0.1?mm。

鈦鋁基羥基磷灰石涂層的制備方法，它的步驟如下：

（1）將目數為300目的羥基磷灰石與酒精、甘油混合，酒精的質量為羥基磷灰石質量的1.5%，甘油的質量為羥基磷灰石質量的1.5%，得到羥基磷灰石混合料；