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医用CVI C/C复合材料表面仿生沉积生物活性钙磷涂层

时间:2005-03-22
关键词:医用 CVI 复合 材料 表面 仿生 沉积 生物 活性 钙磷 涂层 来源:高等学校化学学报[J],2004,25[7]:1363-1367

熊信柏1,李贺军1,黄剑锋1,马威2,卢锦花1,黄敏1
1.西北工业大学碳/碳复合材料工程技术研究中心,西安710072;2.解放军第四军医大学口腔医院颌面外科,西安710036

摘要:为了在医用化学气相渗透工艺(CVI)C/C复合材料表面制备生物活性钙磷涂层,用阴极声电化学工艺处理CVI c/c复合材料,再将试样浸泡于过饱和钙磷溶液中,使其诱导钙磷晶体生长.XPS研究表明,经声电工艺处理后,CVI c/c复合材料表面发生了改性;SEM,XRD和FTIR研究表明,在过饱和钙磷溶液中,未经声电化学处理的CVI c/c复合材料不具有诱导钙磷晶体生长的功能.而改性的CVI C/C表面能够诱导钙磷晶体生长.形成片状五水磷酸八钙(OCP)涂层.同时讨论了OCP沉积的形成机理.

关键词声电化学处理;碳/碳复合材料;五水磷酸八钙;涂层

中图分类号O63;O646    文献标识码A    文章编号0251-0790(2004)07—1363-05

    碳/碳复合材料继承了碳材料固有的生物相容性,同时兼具纤维增强复合材料的高韧性和高强度特点,且抗疲劳特性好,弹性模量与骨头相当,是一种极具潜力的骨修复和替代生物惰性材料[1.2].为了使它能与植入组织化学键合及加快骨整合,可在其表面施加生物活性涂层.

    碳/碳复合材料与生物活性钙磷材料的物理化学性质相差很大,直接在碳材料上制备钙磷涂层难度较大,通过对碳材料改性,然后在钙磷过饱和溶液中浸泡,可实现生物活性钙磷晶体在其表面生长.付涛等[3]通过IBAD法在碳/碳表面沉积Ti2O层,然后通过碱液处理转化成钛酸钠层,通过该层在SBF溶液中诱导磷灰石生长;Li等[4]曾用接枝聚乙烯乙二醇经磷酸化及预钙化处理实现了碳/碳复合材料表面功能化,然后诱导钙磷层生长以获得涂层.本文采用一种新的方法一一阴极声电化学工艺,制备仿生涂层,该方法利用超声波在溶液中产生的瞬时高温高压,对CVI C/C复合材料表面进行改性处理,然后将其浸泡于过饱和钙磷溶液中,使其表面诱导生长出仿生生物活性五水磷酸八钙涂层(OCP).本文主要采用XPS,XRD,SEM和FTIR等手段对改性前后以及生长的涂层进行了表征,同时探讨了仿生涂层的形成机理.

 

    联系人简介:李贺军(1957年出生).男,教授,博士生导师,主要从事金属基和碳/碳复合材料制备、仿真、模拟、抗氧化以及碳基生物医用复合材料研究.E-mail:lihejun@nwpu.edu.cn

论文来源:熊信柏,李贺军,黄剑锋,马威,卢锦花,黄敏.高等学校化学学报[J],2004,25[7]:1363-1367