[发明专利]一种大气等离子喷涂技术制备具有择优取向羟基磷灰石涂层的方法

说明书

一种大气等离子喷涂技术制备具有择优取向羟基磷灰石涂层的方法，属于生物医用材料人工种植体相关领域。以烘干后的粒径为38‑45μm的纳米团聚球形羟基磷灰石粉末为喷涂材料，通过该方法提供的大气等离子喷涂工艺参数，可制备出具有较强择优取向的羟基磷灰石涂层，涂层中存在大量的垂直于涂层表面的柱状晶。采用该方法制备出具有较强择优取向的羟基磷灰石涂层的过程简单，制备出的涂层的结晶度为85‑95％，并且涂层与基体之间的结合良好。

技术领域

本发明属于生物医用材料人工种植体相关领域，具体涉及采用大气等离子喷涂方法制备出具有较强c轴择优取向的羟基磷灰石涂层。

背景技术

随着老龄化趋势的加剧、生活节奏的加快、疾病以及事故的频发等，关节损伤、骨损伤患者人数不断增加，使得生物医用植入体材料的需求量不断增加。并且随着现代科学技术的发展以及医学水平的提高，患者对生活质量的要求明显提高，对生物医用植入体材料的性能要求也随之提高。

羟基磷灰石具有与人体骨和牙齿中主要矿物质成分类似的化学组成和晶体结构，具有优良的生物相容性和生物活性，因此，羟基磷灰石在骨组织修复和外科植入物医学领域中被广泛研究和应用。但由于羟基磷灰石强度低韧性差，力学性能的不足使其难以承受负载或冲击力，这大大限制了其作为人体植入材料的使用。随着表面技术的快速发展，在金属基体表面制作羟基磷灰石涂层，可兼具金属优良的力学性能和良好的生物活性。在长骨骼和牙釉质中，羟基磷灰石是以c轴择优取向的纳米晶形式存在，这种取向的羟基磷灰石晶体在体内具有较好的化学稳定性。因此，植入体表面具有c轴择优取向羟基磷灰石涂层可提高植入体的长期稳定性。

目前，等离子喷涂制备羟基磷灰石涂层已被广泛应用于骨科及牙科植入体的修复，但是采用等离子喷涂制备具有c择优取向羟基磷灰石涂层的报道较少，少量研究报道表明采用射频等离子喷涂(RF-TPS)和微束等离子喷涂方法可制备出具有较强c轴择优取向的羟基磷灰石涂层。但目前还未见有关于采用大气等离子喷涂方法制备具有较强c轴择优取向的制备方法的报道。

发明内容

针对上述研究背景，本发明的目的在于提供一种大气等离子喷涂技术制备具有择优取向羟基磷灰石涂层的方法，使用本发明提供的方法可制备出具有较强c轴择优取向的羟基磷灰石涂层，结晶度较高，与基体之间的结合良好。

一种大气等离子喷涂技术制备具有择优取向羟基磷灰石涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1,选取粒径38-45μm高纯纳米团聚羟基磷灰石粉末作为喷涂材料；

步骤2,对金属基体表面进行预处理去除表面氧化膜以及油污，然后对金属基体进行喷砂处理；聚羟基磷灰石粉末的纯度大于98％。

步骤3,将烘干后的步骤1所述的粉料采用大气等离子喷涂设备喷涂于步骤2经预处理和喷砂后的基体之上，喷涂工艺参数为：喷涂电流330-350A，喷涂电压50V，喷涂距离60mm，氩气流量23.5-25SLPM，枪摆速度150m/s，步进4mm，送粉率6-7g/min，送粉载气流量10-12SLPM。

本发明提供的大气等离子喷涂技术制备具有择优取向羟基磷灰石涂层的方法，还具有这样的特征：其中在步骤2中，采用的基体为钛合金。

本发明提供的大气等离子喷涂技术制备具有择优取向羟基磷灰石涂层的方法，还具有这样的特征：其中在步骤3中，采用的大气等离子喷枪为METCO9MB，送粉方式为垂直送粉。

本发明还提供一种根据上述制备方法得到的具有择优取向的羟基磷灰石涂层，其特征在于：其中，择优取向为c轴择优取向。

本发明具有以下有益效果：