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生物醫(yī)學(xué)用鉭微等離子體涂層的制備與表征
供稿人：秦曉 高琳 供稿單位：西安交通大學(xué)機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室
發(fā)布日期：2021-11-10
目前，由于鉭金屬硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好，同時具有優(yōu)異的生物相容性和骨整合效應(yīng)，研究學(xué)者對鉭（Ta）金屬及其合金作為植入物材料的研究越來越感興趣。材料的生物相容性是指將植入物植入生物體內(nèi)之后，植入物必須在保證植入部位細胞活性的基礎(chǔ)上，同時不會對宿主組織產(chǎn)生任何局部和全身毒性作用。它必須是非免疫原性的、骨傳導(dǎo)的和/或具有骨誘導(dǎo)性，并且還能引起植入物內(nèi)或周圍血管組織的形成。但是由于其熔點高，價格昂貴，制造成本高，目前常用于制備鉭涂層來改變植入物表面的功能性，可以解決增加由傳統(tǒng)且不太昂貴材料制成的植入物的生物相容性的問題。
本文通過微等離子噴涂技術(shù)將鉭絲多點成形到鈦醫(yī)用植入物上，獲得具有特定厚度和孔隙率的硬質(zhì)涂層。
圖1 兩種模式下鈦合金基體上鉭涂層的微觀結(jié)構(gòu)
模式1沉積的鉭涂層的平均顯微硬度為622.4±28HV，模式2為702.3±802HV，均高于鈦基體的平均硬度（337.6±14HV）。
圖2 鈦合金肘關(guān)節(jié)假體制備涂層前后對比
研究結(jié)果表明，通過確定合適的微等離子參數(shù)來制備厚度為500μm的鉭涂層，其中存在的孔徑為20-200μm的微孔在有利于骨組織長入的基礎(chǔ)上，涂層的顯微硬度平均比鈦合金基底高了2倍?；诖?，該研究成果對開發(fā)生物相容性人噴涂技術(shù)具有重要意義。
參考文獻：
- D. L. Alontseva, A. R. Khozhanov, S. S. Gert, A. L. Krasavin, N. V. Prokhorenkova and S. Kalyuzhny, "Manufacturing and Characterization of Tantalum Microplasma Coatings for Biomedical Application," 2020 7th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE), 2020, pp. 813-816, doi: 10.1109/EFRE47760.2020.9242053.
