[發明專利]一種等離子噴涂羥基磷灰石涂層的晶化處理方法

無效

• 申請號: 201410188958.8
• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN104164644A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 熊震國;李彤;侯保義;黃永玲;劉忠良;喬鎮;覃格姬;安國宏
• 申請（專利權）人: 北京百慕航材高科技股份有限公司
• 主分類號: C23C4/18
• 分類號: C23C4/18;A61L27/32
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

技術領域

本發明屬于外科植入物涂層技術領域，涉及提高等離子噴涂羥基磷灰石涂層結晶相含量的方法。?

背景技術

羥基磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂](Hydroxyapatite,縮寫為HA)又稱羥基磷酸鈣，是一種含羥基的鈣磷鹽，屬于生物活性材料，含有人體硬組織所必需的鈣和磷元素，是骨和牙無機質的主要組成部分。它在成人骨中約占40％，而在牙釉質和牙本質中分別占95％和75％。因羥基磷灰石與人體骨中無機質成分相同、晶體學結構相似、具有良好的生物相容性和生物活性，無毒副作用，植入人體后無排異反應，而成為人體硬組織植入體最佳材料之一。?

等離子噴涂由于其高效、易于規模化生產，是目前大多數國內外科植入物生產廠家首選的羥基磷灰石涂層制備手段。但等離子噴涂時的火焰溫度極高(約可達10000℃)，羥基磷灰石在高溫(超過1350℃)下是不穩定的，部分羥基磷灰石會分解成氧磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₆O,OHA]、磷酸三鈣[Ca₃(PO₄)₂,TCP]、磷酸四鈣[Ca₄P₂O₉,TTCP]、氧化鈣[CaO]和形成非結晶態羥基磷灰石等雜質。羥基磷灰石的分解造成了結晶相含量的降低，同時導致了涂層的結合強度的降低，使得涂層在受力作用和生物體液的侵蝕作用下，存在脫落、溶解、吸收等潛在的問題，從而縮短外科植入物的使用壽命。?

羥基磷灰石在高溫下會發生如下分解反應：?

在800℃左右開始發生脫羥基的反應，生成氧磷灰石：?

Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂→Ca₁₀(PO₄)₆(OH)_2-2xO_x□_x+xH₂O?

溫度再升高時，氧磷灰石發生分解：?

Ca₁₀(PO₄)₆(OH)_2-2xO_x□_x→2Ca₃(PO₄)₂+Ca₄(PO₄)₂O+(1-x)H₂O?

和Ca₄(PO₄)₂O→Ca₃(PO₄)₂+CaO?

以上分解過程如果在濕氣氛中，則反應式可向左逆向進行，重新生成羥基磷灰石結晶相，但在大氣環境下，熱處理爐內空氣中水蒸氣相對較少，反應較難逆向進行。所以，在大氣條件下熱處理，涂層中只有非晶態羥基磷灰石在高溫條件下通過無規則排列原子的遷移和調整，使晶核形成和長大，從而轉化為結晶態的羥基磷灰石，而不能將氧磷灰石、磷酸三鈣等雜質相轉變成羥基磷灰石相。?