射频磁控溅射制备HA(+ZrO2+Y2O3)／Ti6Al4V复合生物活性涂层

备Ｈ Ａ生物薄膜材料的研 究报道 ［ｊ ８ 磁控溅射制备的 Ｈ 】 Ａ涂具有以下优点：膜层的基体结
合 强 度 高 、基 体 温 升 较 低 、可 以 在 大 面 积 表 面 制 备 得 到 均 匀 的 膜 层 、膜 层 成分 易 于 控 制 、
可 以制 备 不 同成 分 和 配 比的 复 合 多 层 膜 、易 于 制 备 高 熔 点 物 质 的 薄 膜 、工 业 规 模 化 生 产 程
Ｓ Ｍ 、 Ｆ Ｒ 和 ＡＦ 等 对 溅 射 涂 层 的 相 组 成 、微 观 形 貌 和 界 面 结 合 进 行 了 研 究 ，并 以 模 拟 Ｅ ＴＩ Ｍ
体液试 验探 讨了涂 层的 生物 活性 ．实验结 果表 明 ：磁 控溅 射 的复 合涂 层 呈非 晶态 ，经 过退 火处 理 ，可 以使其转 化为 晶态 ； 复合 涂层 的微观 表面 凹凸不平 ，并呈 现 网状结构和 较多 的孔 隙，其孔 隙直 径约 为 ０５ ．＃ 孔 隙 面积 占涂层表 面 积的 ３ ％一４ ％； ． ０ ｍ， —２ ０ ０ ＨＡ（ ｒ ＋ ０３／ ６ ４ 复 ＋ｚ ０２ Ｙ２ ）ＴｉＡｌＶ 合涂 层 的界面 结合 强度 随 （ ｒ ＋Ｙ２ ） Ｚ Ｏ２ ０３ 复合 颗粒 含量 的增大 和 溅射 功率 的提 高而增 强 ，最 高 可达 ５ ．ＭＰ ．复合涂 层在模拟 体液 中浸 泡一段 时间后 ，表 面覆 盖一层 新生 物质 一 含有 ｃＯ 一 ９６ ａ 的类骨 磷灰 石，其 晶粒非 常小 ，它与 自然 骨 中无 机相 的结 构成分 相 似 ，表 明复 合涂 层具有 良好
骨 外科 医生 和材 料 工 作 者 非常 关 注 的 问题 Ｌ． ６ 当前 解 决 这 一 问题 的途 径 有 二个 ；一 是 在 ＨＡ １
涂 层 中 添 加 氧化 物 （ｒ ， ｉ ， １ Ｚ Ｏ２ Ｔ Ｏ２ Ａ ２ Ｏａ等） 备 复合 涂 层 ；其 二 是 开 发 新 的 制 备 技 术 ． 由于 制
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第 ２ １卷 第 ５期
２０ ０ ６年 ９月
无 机 材 料 学 报
Ｊｏ ｎａｌｏｆＩ ｕｒ ｎｏｒ ａｎｉ ａ ｅ ｉ ｌ ｇ ｃ Ｍ ｔ ｒａｓ
Ｖ ｏ ．２１．Ｎ Ｏ． ５ １
Ｓ ｐ． ２ ０ ｅ ，０６
文章编号： ０ ０３ ４ ２ ０ ）５１３ —７ １ ０ —２ Ｘ（０ ６０—２ ７０
合 涂 层 ，并 应用 ｘ射 线 衍 射仪 （ Ｒ 研 究 复合 涂 层 的 相组成 ，用 扫 描 电子 显微 镜 （Ｅ 和 Ｘ Ｄ） Ｓ Ｍ） 原子 力 显微 镜 （ Ｍ） ＡＦ 观察 表 面微 观 形 貌 ，采 用 ＡＳ ＴＭ ．３ Ｃ ６ ３方 法 测 定涂 层 的结 合 强度 ，并 开 展模拟 体 液 （Ｂ ） 验 研 究涂 层 的 生 物 活性 ． ＳＦ试
Ｚ Ｏ２ 瓷 的机 械 强 度较 高 ，并 且 具 有 良好 的 生物 相 容 性 ，可 与 ＨＡ 复合 制 备 ＨＡ ＺＯ２ 合 ｒ 陶 ／ｒ 复 涂 层 ，是 改 善 涂 层 与 基 体 结 合 的 一 种 较 好 方 法 ［． 年 来 国 内 外 有 较 多 关于 磁 控 溅 射 法 制 ７ 近 】
法 、激光 熔 覆 法 、电泳 ． 积 法 、溶胶 一 胶 法 和 烧 结法 ＿５ 但 是 这 些方 法 制 备 的 ＨＡ涂 层 沉 凝 ３】 １． 与 Ｔ ．Ａ ．Ｖ基 体 间 的结 合 强度 低 ，导 致 在 植入 人 体 内一 段 时 间后 发 生涂 层 剥 落 ，这 已成 为 ｉ １ ６ ４
射 频磁 控 溅 射制 备 ＨＡ（ ｒ ＋Ｙ２ ３／ ６ ４ ＋Ｚ Ｏ２ ０ ）ＴｉＡ１Ｖ 复 合 生 物 活 性 涂 层
赵 玉 涛 ，程 晓 农 ，戴 起 勋 ，林 东 洋 ，李 素 敏
（ 苏 大 学材 料 科 学 与 工 程 学 院 ，镇 江 ２ ２ １ ） 江 １０ ３
摘 要：采用射频磁控溅 射法制备 了 ＨＡ（ ｒ ＋ ０３／ ６ ｌＶ生物复合 涂层． ＋Ｚ Ｏ２ Ｙ２ ）ＴｉＡ ４ 借助 于 ＸＲＤ、
的 生 物 活性 ．
关 键 词： Ｈ ＋Ｚ Ｏ２ Ａ（ ｒ ＋Ｙ２ ） ０３ 复合涂 层 ；射 频磁 控溅 射 ；结 合强 度；生物 活性
中图分 类号 ： ＴＱ１ ４ ７ 文 献标 识码 ： Ａ
１ 引言
在 医用 钛 合 金 （ ｉ Ａ ．Ｖ） 体 上 沉 积 羟 基 磷 灰石 （ Ｔ－ １ ６ ４ 基 ＨＡ） 层 ，可 综 合 该 合 金 良好 的 力 涂 学性 能 与 羟 基磷 灰 石 （ ）良好 的 生物 活 性 ，从 而 成 为 目前人 工 骨 种 植体 的研 究热 点 之 一 ， ＨＡ 并 作 为 负 重 骨 替 代 材 料 得 以 临 床 应 用 ［２ １］ Ｉ．目前制 备 Ｈ 涂 层 的 方 法 主 要 有 ：等 离 子 喷 涂 Ａ
度 高等 ［． ９ 】
收 稿 日期 ： ２ ０ １— １ 收 到 修 改 稿 日期 ：２ ０ — １ ２ ０５ ０３， ０ ６０— ６
基金项 且： 江苏 省 自然科学 基金 （ Ｋ２ ０ ０ １； Ｂ ０ ３ ５ ） 江苏 省复合 材料工程 技术研 究 中心研发 项 目 （ Ｍ２ ０ ０ ４ Ｂ ０ ３ １）
作 者简介 ： 赵玉涛 （９ ４ ， １ ６ 一） 男，博 士，教 授． Ｅ ｍａｌ ｈ ｏ ｔ ｊ． ｕｃ － ｉ ：ｚ ａ ｙ ￣ｕ ｓ ｄ ．ｎ ｅ
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无 机 材 料 学 报
本文 结 合 磁 控溅 射 技 术 和 涂 层 复合 技术 制 备 了 ＨＡ ＋ｚ ０２ ２ ３／ ｉＡ ４ 复合 材 料 复 （ ｒ ＋Ｙ ０ ）Ｔ ６ ｌＶ
２ 实 验
ＨＡ 粉 体 是 以 （ Ｈ ０）Ｐ Ｃ ３ ３ Ｏ４和 Ｃ （ ３２ Ｈ２ 为 原 料 采 用 溶 胶 ．凝 胶 法 自制 的 亚 微 米 ａＮＯ ）・ ０ ４