CN1760410A - 一种钛－羟基磷灰石复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钛－羟基磷灰石复合材料的制备方法。本发明采用阴极电沉积法，步骤为：配置含钙离子、磷离子的溶液，加入H2O2和乙醇，以钛片作为工作电极，外加电场进行电沉积。本发明克服了现有钛－羟基磷灰石复合材料普遍存在不能耐高温的问题，利用该方法能够有效地对钛表面进行生物活化，所制成的钛－羟基磷灰石复合材料，能避免高温处理对材料的生物活性造成伤害。
Description
技术领域
本发明涉及骨科医学材料领域，具体涉及一种钛—羟基磷灰右复合材料的制备方法。
背景技术
随着经济发展和生活水平提高，人工齿材料和人工骨材料的需求也越来越大。骨关节替换材料是应用前景很广泛的一类生物医学材料。羟基磷灰石是齿和骨等组织的主要无机成分，具有良好的生物活性和相容性。但羟基磷灰石性质较脆，不宜直接用于受力环境；另一方面，钛和钛合金具有优良的机械性能和耐蚀性，但它的生物活性较差，应用受到限制。在金属表面涂覆磷灰石化合物的人工材料能同时具备良好的生物活性和优良的机械性能，是一种应用前景很广泛的材料。
目前常用的涂覆沉积方法(包括等离子体喷涂法，溶胶凝胶法，电泳沉积法)都存在高温导致涂层分解剥落，结合强度下降的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有钛—羟基磷灰石复合材料普遍存在不能耐高温的问题，提供一种制备钛—羟基磷灰石复合材料的方法，利用该方法能够有效地对钛表面进行生物活化，所制成的钛—羟基磷灰石复合材料，能避免高温处理对材料的生物活性造成伤害。
为了实现上述目的，本发明的钛—羟基磷灰石生物活性材料的制备方法，采用阴极电沉积法。阴极电沉积是利用外加电场作用，在阴极发生化学反应，使阴极附近的pH升高，导致羟基磷灰石的过饱和度增大，进而在基体上沉积，形成涂层。
本发明的阴极电沉积法技术方案具体为：配置含钙离子、磷离子的溶液，加入H2O2和乙醇，以钛片作为工作电极，外加电场进行电沉积。钙离子、磷离子的浓度均为0.10Mol/L，H2O2的浓度为30％(质量浓度)，乙醇纯度为分析纯。
在常规的羟基磷灰石阴极电沉积中，阴极发生的反应为2H2O+2e＝H2+2OH-，该反应提供沉积所必需的OH-，但它也必然同时产生H2。H2吸附在电极表面会强烈阻碍晶体的成核和生长，使得涂层变得疏松，降低与基体的结合力。而H2O2是一种强氧化剂，在阴极发生反应H2O2+2e＝2OH-，该反应可避免生成H2，而且热力学趋势较大，更容易进行。另一方面，在电解质中加入乙醇也可以抑制H2的产生。因此，加入适当比例的H2O2和乙醇，可以使钛基体和沉积膜之间的结合力显著提高。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：(1)本发明的制备方法可以在常温下进行，避免了羟基磷灰石失去羟基，以及高温产生的分解和相变；(2)涂层内不存在残余的应力；(3)属于非线形过程，能在形状复杂的基体上沉积得到均匀的涂层；(4)生产过程简单，仪器设备所需投资较低；(5)原料廉价经济，利用率高。
具体实施方式
实施例1
配置5ml 0.10Mol/L的Ca2+和0.10Mol/L的H2PO4 2-溶液，加入10ml质量浓度为30％的H2O2和10ml乙醇(分析纯)，以10*10m2钛片作为工作电极，在-20毫安电流下沉积30分钟，即可得到钛—羟基磷灰石复合材料。
实施例2
配置10ml 0.10Mol/L的Ca2+和0.10Mol/L的H2PO4 2-溶液，加入7ml质量浓度为30％的H2O2和7ml乙醇(分析纯)，以10*10m2钛片作为工作电极，在-20毫安电流下沉积20分钟，即可得到钛—羟基磷灰石复合材料。
实施例3
配置15ml 0.10Mol/L的Ca2+和0.10Mol/L的H2PO4 2-溶液，加入5ml质量浓度为30％的H2O2和5ml乙醇(分析纯)，以10*10m2钛片作为工作电极，在-20毫安电流下沉积10分钟，即可得到钛—羟基磷灰石复合材料。
Claims (5)
1、一种钛-羟基磷灰石复合材料的制备方法，其特征在于采用阴极电沉积法。
2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于阴极电沉积法为：配置含钙离子、磷离子的溶液，加入H2O2和乙醇，以钛片作为工作电极，外加电场进行电沉积。
3、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述钙离子的浓度为0.1Mol/L。
4、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述磷离子的浓度为0.1Mol/L。
5、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述电沉淀的时间为5～30分钟。
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