[發(fā)明專利]一種鑭摻雜羥基磷灰石復合涂層及其制備方法

無效

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• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102631705A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設計）人: 周宏明;胡建中;易丹青;肖來榮;李薦;楊伏良;劉會群
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: A61L27/32
• 分類號: A61L27/32;C25D9/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 袁靖

技術領域：

本發(fā)明涉及一種鑭摻雜羥基磷灰石復合涂層及其制備方法，屬于生物涂層材料制備技術。

背景技術：

羥基磷灰石(Hydroxyapatite，建成HA)是一種很好的生物活性材料。在鈦合金表面涂覆羥基磷灰石涂層，這樣得到的復合材料既有鈦合金的優(yōu)良力學性能，又有羥基磷灰石生物陶瓷的優(yōu)良生物相容性和生物活性，成為生物材料的研究熱點之一。目前在鈦合金表面涂覆羥基磷灰石涂層的工藝主要有等離子噴涂法、激光熔覆法、電沉積、電泳法和溶膠-凝膠法等十幾種方法。由于羥基磷灰石在體液中的穩(wěn)定性不是很高，且容易被吸收，隨著置入時間的延長，結(jié)合強度下降，涂層脫落造成置入體失效的事件越來越多，造成病人的巨大痛苦。因此如何提高羥基磷灰石在體液中的穩(wěn)定性是羥基磷灰石涂層材料研究迫切需要解決的關鍵問題。

近年來，通過摻雜改性提高羥基磷灰石在體液中的穩(wěn)定性而減少涂層的剝落失效已成為研究熱點之一，比如周宏明等采用氟離子摻雜制備出了氟羥基磷灰石(FHA)，該材料具有比HA更高的熱穩(wěn)定性和耐體液的腐蝕能力。晶體的穩(wěn)定性由其所具有的品格能大小所決定。根據(jù)波恩-朗德公式可知電荷數(shù)越大，半徑越小，品格能就越大，晶體也就越穩(wěn)定。La³⁺與Ca²⁺半徑相近，但前者電荷數(shù)大于后者，因此La³⁺將羥基磷灰石晶體中的Ca²⁺置換后形成的含鑭羥基磷灰石晶體的品格能也比HA晶體大，即其晶體較HA穩(wěn)定。因此以含鑭磷灰石作為植骨材料或作為種植體的涂層材料，在體內(nèi)將比HA穩(wěn)定，且不易被吸收。更為重要的一點是含鑭羥基磷灰石沒有毒性，具有良好的生物相溶性。目前，有關鑭摻雜羥基磷灰石復合涂層的制備方面的研究尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種在體液中穩(wěn)定性高，不易被吸收，沒有毒性，具有良好的生物相溶性的活性涂層材料及其制備方法。

一種鑭摻雜羥基磷灰石復合涂層是在羥基磷灰石涂層中摻雜有鑭。

一種鑭摻雜羥基磷灰石復合涂層的制備方法：將羥基磷灰石涂層浸泡于含鑭溶液中，干燥后得到鑭摻雜羥基磷灰石復合涂層。

所述的羥基磷灰石涂層通過電化學沉積制備得到。

所述的含鑭溶液包括硝酸鑭溶液或氯化鑭溶液。

所述的硝酸鑭溶液的濃度為0.1-1mol/L。

上述制備方法中浸泡時間30-300min。

上述制備方法具體步驟如下：

(1)配制出硝酸鈣水溶液和磷酸二氫銨水溶液，控制pH值，滴加混合后攪拌均勻得到電解液；

(2)以鈦或鈦合金基體作陰極，鉑片為陽極，通過電化學沉積制備出羥基磷灰石涂層；

(3)將羥基磷灰石涂層浸泡于硝酸鑭溶液中；將樣品取出干燥，得到鑭摻雜羥基磷灰石復合涂層。

所述的步驟(1)中配制濃度分別為0.042mol/L的硝酸鈣水溶液和0.025mol/L的磷酸二氫銨水溶液，取相同體積的硝酸鈣水溶液和磷酸二氫銨水溶液，將硝酸鈣水溶液滴加到磷酸二氫銨水溶液中，控制混合溶液的pH值為4.4。

所述的步驟(2)中以純鈦或鈦合金Ti₆Al₄V基體作為陰極，金屬鉑片作為陰極，以3-8V的電壓電化學沉積30-180min；制備羥基磷灰石涂層。

所述的步驟(3)中將羥基磷灰石涂層浸泡于硝酸鑭溶液中，硝酸鑭溶液的濃度為0.1-1mol/L，浸泡溫度20-80℃，浸泡時間30-300min，取出樣品，用蒸餾水沖洗干凈，烘干后得到鑭摻雜羥基磷灰石復合涂層材料。

采用本發(fā)明技術方案在鈦或鈦合金基體上得到的鑭摻雜羥基磷灰石復合涂層，具有如下特點：(1)La³⁺與Ca²⁺半徑相近，但前者電荷數(shù)大于后者，因此含鑭羥基磷灰石晶體的品格能也比HA晶體大，即其晶體較HA穩(wěn)定。因此以含鑭羥基磷灰石作為植骨材料或作為種植體的涂層材料，在體內(nèi)將比HA穩(wěn)定，且不易被吸收。(2)采用簡單的浸泡處理即可獲得鑭摻雜的羥基磷灰石涂層，工藝簡單，成本低廉，具有很強的產(chǎn)業(yè)化前景。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明實施例1制備的鑭摻雜羥基磷灰石涂層的掃描電鏡照片；

圖2是本發(fā)明實施例2制備的鑭摻雜羥基磷灰石涂層的掃描電鏡照片；

圖3是本發(fā)明實施例3制備的鑭摻雜羥基磷灰石涂層的掃描電鏡照片。

具體實施方式：

以下結(jié)合實施例旨在進一步說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。