廣東鋁鎂絲線材的沉積羥基磷酸鈣涂層技術(shù)

　　沉積羥基磷酸鈣涂層技術(shù)
　　東莞鋁鎂絲線材能在人體內(nèi)降解，降解產(chǎn)物為Mg2+。鎂為人體內(nèi)第四大金屬元素，對(duì)人體無毒，因此鎂合金是一種很有潛力的醫(yī)用植入材料。但是沒有經(jīng)過表面處理的鎂合金在人體內(nèi)的耐蝕性差，降解速度快。術(shù)后一段時(shí)間，鎂合金植入物會(huì)因過度腐蝕而導(dǎo)致功能失效。另外，鎂合金降解過程中會(huì)產(chǎn)生大量的氫氣，這些氣體聚集在植入物周圍，若不及時(shí)排除會(huì)銹發(fā)一定的炎癥。
　　羥基磷酸鈣是人體骨骼的組成成分，作為植入物不僅對(duì)人體沒有毒害，而且會(huì)促進(jìn)成骨細(xì)胞在其表面吸附，加速骨骼損傷處的愈合過程。因此，在生物醫(yī)用鎂合金表面沉積羥基磷酸鈣涂層可以在改善植入物耐蝕性的同時(shí)提高其生物活性。研究表明，鎂合金在生物模擬體液中會(huì)生成微量的羥基磷酸鈣，但在水溶液中直接合成羥基磷酸鈣時(shí)，鎂離子會(huì)阻礙羥基磷酸鈣的生成。在含有Ca2+、Mg2+和H2PO4-的水溶液中添加EDTA后發(fā)現(xiàn)，EDTA能有效地與Mg2+發(fā)生反應(yīng)，降低Mg2+的阻礙作用，從而促進(jìn)羥基磷酸鈣的形成。另外，也可以采用電沉積法在AZ系列鎂合金(如AZ31、AZ91)表面生成羥基磷酸鈣涂層。首先在含有Ca(NO3)2、NH4H2PO4的水溶液中電沉積一層預(yù)沉積層，然后將該預(yù)沉積層置于熱堿溶液中與NaOH反應(yīng)，最終生成羥基磷酸鈣。電沉積合成的羥基磷酸鈣涂層為晶態(tài)，其微觀形貌呈簇狀。TEM照片顯示該羥基磷酸鈣晶體為針狀，晶體結(jié)晶不完整，存在多種缺陷。盡管電沉積生成的羥基磷酸鈣涂層并不是完整、致密的均勻膜層，但是極化曲線和阻抗實(shí)驗(yàn)表明，該涂層仍能有效地提高基體的耐蝕性能。
　　東莞鋁鎂絲線材人體骨骼中的羥基磷酸鈣中含有很多微量物質(zhì)如CO32-、F-、Mg2+等，這些微量物質(zhì)能有效地提高造骨細(xì)胞與骨骼的結(jié)合力，促進(jìn)骨骼的生長(zhǎng)發(fā)育，因此，含有微量雜質(zhì)的羥基磷酸鈣涂層具有更高的生物活性。用溶膠-凝膠法合成羥基磷酸鈣時(shí)，在前驅(qū)體中添加一定比例的F-和Mg2+可以制備Mg2+摻雜的羥基磷酸鈣，在此過程中，F(xiàn)-能提高M(jìn)g2+的摻雜效果。但是當(dāng)驅(qū)體中的Mg2+含量過高時(shí)，會(huì)生成Mg取代β-Ca3(PO4)2。第一性原理模擬計(jì)算表明，Mg2+很難直接取代Ca2+進(jìn)入羥基磷酸鈣晶胞中，而是生成過濾態(tài)的磷酸八鈣，從而提高羥基磷酸鈣涂層的生物活性。