低溫等離子體對(duì)金屬生物材料表面改性的應(yīng)用主要可以分為:改善生物相容性,固定生物活性大分子和提高金屬的抗生理腐蝕性能3大類。
1、改善生物相容性:
當(dāng)把金屬材料植入生物體內(nèi)時(shí),必須滿足生物相容性的要求。生物相容性是指材料與血液和組織相互適應(yīng)的程度。在金屬生物材料表面接枝聚合親水性的功能團(tuán)改善材料表面性能是目前受重視的金屬生物材料表面改性方法,主要應(yīng)用于提高材料的生物相容性和對(duì)活體細(xì)胞的生長(zhǎng)誘導(dǎo)性,使其具有更優(yōu)良的生物活性。
2、金屬基體上接枝無(wú)機(jī)物:
鈣磷是骨組織的基本成分,金屬植入體表面沉積一層Ca-P物或羥基磷灰石(HA)層可以有效地提高其與骨組織的相容性和成骨誘導(dǎo)性??捎玫入x子體噴涂(PSC)方法進(jìn)行改性。
利用電極間的高電勢(shì)差產(chǎn)生電弧放電(>10000℃),將電極周圍的氣體電離成等離子體,再以高速撞擊懸浮的表面改性物粉末使之沉降于金屬表面。等離子噴涂是當(dāng)前應(yīng)用廣的沉積法。它能在基體與表面改性層之間提供很高的結(jié)合力,并能獲得覆蓋完整的涂層(4O~54m)。用這種工藝形成的涂層在體液中能迅速形核長(zhǎng)大。但作為一個(gè)高溫過(guò)程,它存在著密度不均勻、結(jié)構(gòu)不一致、結(jié)合強(qiáng)度變化幅度大等缺點(diǎn),并且在噴涂過(guò)程中羥基磷灰石會(huì)發(fā)生分解,從而有可能導(dǎo)致在體液環(huán)境下的脫溶現(xiàn)象。
對(duì)此,噴涂后還需再進(jìn)行一次熱處理或蒸氣浴,以改善HA涂層的成分與結(jié)構(gòu)。如將噴涂后的制品在蒸氣壓力為O.15MPa、溫度為125℃的水蒸氣環(huán)境中做6h蒸氣浴,便可使大部分非晶態(tài)HA相轉(zhuǎn)變成晶態(tài),而且噴涂時(shí)產(chǎn)生的其他分解產(chǎn)物也會(huì)恢復(fù)為晶態(tài)HA相,使涂層的穩(wěn)定性得以提高一結(jié)晶態(tài)的羥基磷灰石涂層具有很好的穩(wěn)定性,但相對(duì)于無(wú)定形態(tài)的羥基磷灰石涂層,由于其表面致密度的提高。同時(shí)也減損了它的成骨誘導(dǎo)性。因此,在實(shí)際制備過(guò)程要根據(jù)材料的具體使用要求進(jìn)行取舍,選擇適合的工藝條件。24523