通过仿生法在纯镁表面制备磷灰石涂层的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要生物医用金属材料在骨缺损替换中表现出良好的力学性能。但是，由于在生物体内易受体液腐蚀，且某些分解出的金属离子对生物体有毒性，生物相容性不佳，使生物金属材料在临床应用中受到限制。金属镁由于其弹性模量与生物骨较为接近，生物可降解且在人体内降解后产生的镁离子是人体所需的微量元素，已经引起国内外越来越多研究者的关注。但是金属镁的活性高，在生物体内受体液腐蚀严重。羟基磷灰石(Calo(P04)6(OH)2，简称HA)是人体硬组织骨和牙齿的主要矿物成分，该材料植入人体后，对人体无毒，与骨组织能形成紧密的化学结合，具有良好的生物相容性和生物活

2、性。但是纯HA生物材料力学性能差，不易加工成型。因此，如果能在金属镁表面制备一层磷灰石涂层，就可以结合二者的优点，获得理想的骨缺损替换材料。仿生溶液法是近年来发展起来的制备磷灰石涂层的新方法。仿生合成具有独特的工艺优点，它适于在多种材质、各种形状的基片上制备磷灰石类涂层。用仿生法在金属基片表面形成磷灰石，通常需要其表面存在能诱导晶核生成的基团，如—．OH，—COOH，一SiOH等。本文分别利用酸碱两步法和EDTA自组装单分子层活化纯镁基片表面，然后用CaCl2溶液在基片表面引入Ca2+离子，并与K2HP04·3H20溶液反应，可在其表面形成一层预沉淀层；形

3、成的预沉淀层在模拟体液中能迅速诱导磷灰石晶核形成，晶核形成后在纯镁基片表面就能自发形成磷灰石涂层。通过XRD、SEM分析发现，表面活化及预钙化处理，同时采用钙磷饱和溶液(CPsolution)可以缩短磷灰石晶核的诱导期和生长期。经过EDTA自组装以及预钙化处理后，在钙磷饱和溶液中浸泡6天后以HA为主晶相的涂层就覆盖了整个基片表面，且形成的涂层均匀、致密。关键词：纯镁，涂层，磷灰石，仿生合成武汉理工大学硕十学位论文AbstractBiomedicalmetallicmaterialspossessfinemechanicspropertieswhichare

4、usedtorestoreandreplacethehardtissueofhumanbodies．Butthebadresistancetoerosionandbiocompatibilitymakethemetallicmaterialsawayfromtheidealsubstitutedmaterial．ThemoduleofelasticityofMgisclosetotheboneofhuman，andtheMgionisneededtothebody．ButthelowresistancetoerosionmakestheMgsubstrat

5、edestroyedbadly．HAisthemaincomponentofboneandteethofhumanbody,whichcanformastrongbondwiththeneighboringboneafterimplantedinthehumanbody,butthebrittlenessoftheceramiclimitsitsuse．Attemptstoprepareabone-likeapatitc--metalcompositehavebeenmadeusingabiomimeticprocessinwhichthemetalsur

6、faceismodifiedwithfunctionalgroupseffectiveininducingapatitenucleation．一OH，一SiOH，andcarboxylorcarboxylategroupshavebeenusedasthefunctionalgroups．Inthepresentstudy,weactivatingthemagnesiummatrixwithacidanddilutealkalisolutionandEDTAfirstly，cd+Wasinducedontothesurfaceofmagnesiumbyim

7、mersingitintotheCaCl2solution；andthenthespecimenWasdippedinphosphateionsolutiontodepositapatitenucleiontoitssurface．ThenthespecimenswereimmersedinSBFandmetastablecalciumphosphatesolution(CPsolution)respectivelytoformalayeronitssurface．Thecoatingformedonthemagnesiumischaracterizedb

8、yX-raydiffraction(XRD)andscanning