[发明专利]一种脉冲水热电泳聚合法制备HAp-PAM生物梯度复合涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度HAp-PAM生物复合涂层的制备方法，特别涉及一种脉冲水热电泳聚合法制备HAp-PAM生物梯度复合涂层的制备方法，通过本方法可以制备出表面均匀，结构稳定，与基体结合强度高的生物复合涂层。

背景技术

近年来骨修复和骨替代材料逐渐成为生物材料界研究的热点。作为骨修复和替代材料，不但要满足生物相容性和生物活性，也要满足人体骨的力学性能。鉴于此，近年来发展起来的研究重点主要在生物涂层方面，基体材料满足了生物材料力学性能的要求，而涂层材料则具有很好的生物活性。

羟基磷灰石(简称HA或HAp，其分子式Ca₁₀(PO4)₆(OH)₂)是人体骨组织中无机质的主要成分，它具有良好的生物相容性、生物活性以及骨性连接(陈晓明，李世普，韩庆荣，等.硅酸盐学报，2001，29(6)：565)，在人体骨组织缺损的修复与重建中，被认为是一种最具潜力的人体种植体材料。由于其脆性大，载荷小(姜耕，汪炳华，长江大学学报，2008，5(3)：20)，因此主要被用作涂层材料。而基体材料主要有：医用钛合金、镁合金、有机高分子、传统陶瓷材料以及近年来发展起来的C/C复合材料。在这些基体材料中，钛合金、镁合金其力学强度远远大于人体骨的力学强度，植入人体后，失效往往发生在合金与人体骨的界面结合处，加之合金在体内一段时间后，释放的粒子使得宿主细胞中毒等，因而在临床上受到了一定的限制；有机高分子植入人体后在体液环境下容易降解为有毒的有机单体，传统陶瓷的脆性大，耐疲劳性能差等，使得这些材料都不能作为理想的基体材料而应用于临床。

碳/碳(C/C)复合材料是国际新材料领域重点发展的一种新型材料，兼具功能和结构特性，综合性能优异，作为骨修复和骨替换材料，碳材料的化学、生理性质稳定，生物相容性优越。碳/碳(C/C)复合材料韧性好，能克服单一碳材料的脆性，且强度高、疲劳特性优越，特别是它的弹性模量与人骨相当，因此是一种极具潜力的生物材料，极具应用前景(Gao Lin，Lin Jiarui.Histological observation of carbonaceous materials containinghydroxyapatite[C].The International Conference on Carbon 2002，2002，Beijing，China.)。

但目前为止，在碳/碳基体上制备羟基磷灰石生物涂层的主要方法有等离子喷涂、激光覆融、粉浆涂层加烧结、等压压缩、电泳、水热合成、仿生法、电化学沉积法、水热电泳法等。

黄剑锋、朱广燕等人(朱广燕，黄剑锋，吴建鹏，曹丽云，贺海燕，稀有金属材料与工程，2007，2(36)：749-753)利用水热电沉积方法在C/C基体表面制备了纳米级的羟基磷灰石涂层，电化学沉积法克服传统的等离子喷涂时因高温而引起HAp的热分解和喷涂过程的非线性，且可通过控制电流、电压、温度等实验参数精确控制涂层的厚度、表面结构和孔隙率等，但该方法制备的涂层与基体之间的结合力及涂层自身的结合力不足，制约其进一步发展。

曹丽云、李颖华等人(李颖华，曹丽云，黄剑锋，曾燮榕，中国组织工程研究与临床康复，2008，41(12)：8143-8146)采用水热电泳法制备出了C/C基壳聚糖/HAp复合生物涂层，将C/C复合材料的优良力学性能与HAp、壳聚糖的良好生物活性结合，制备出新一代的骨替代和修复材料。但是，仍然存在涂层与基体之间、涂层与涂层之间结合力不高的问题。

目前，国内外对提高C/C复合材料表面制备羟基磷灰石涂层结合力的研究主要在沉积工艺和C/C基体表面改性上。这些方法在一定程度上提高了涂层与基体的结合强度，但是没有根本解决其临床上结合力不够的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备工艺简单，成本低的HAp-PAM生物梯度复合涂层的制备方法。