摘要_ i 琏十年来，惰性生物材料的表面生物举改性已成为生物材料的研究热点之一由于磷酸钙盐类嫩物陶瓷( 始羟基磷灰石H A 、磷酸三钙T C P 等) 与人体硬组岛i懿无瓣戏势穗逐，粪毒天然後异瑟生穆嫒餐淫，是最饔兹途豹孛蓦憋垒凌榜辩黪袭面生物学改性涂朦材料之一但涂层成分的多样性( 如H A 高温下分解) 或单～生物活性涂层与旗底材料力学性能不匹配，常造成生物涂层活性降低、涂层容易载落簿阔题嚣败，采惩瀑帮豹工艺条搏，铡备同对爨寿较挽生物稳窑往和力学稳定健的新型熏搦涂层是一硬霄意义鲍工律本文旨在采用新的复合制备技术，研制具有较优诱导性能、较强体外耐腐蚀能力与较高结合强发的磷酸钙盐／A 1 2 0 3 及糨关复合生物涂层材料采用扫描电镜( S E M ) 、透射毫辘( T E M ) 、琢予力显徽镶( A F M ) 、媾零l 吁交换薮箨必谱( F T - I R ) 、电子能谱( E D S ) 、X ．射线衍射( X R D ) 和电感耦合等离子原子发射光谱( I C P ／A E S )对所制各复合体系的形貌结构、组成及其体外稳定性和诱导能力进行了详细的分霉亍冬疆究，采震动毫位强极化( T a f e l 极徽) 技术研突了掰裁备复台体系在摸羧生理环境( 林格氏溶液，R i n g e r ’Ss o l u t i o n ) 中的耐腐蚀饿能，分析丁处理条侔对T i基H A ／A 1 2 0 3 复合生物涂层材料结合强度的影响。
主要研究工作及结论如下：( 1 ) 班磁控溅赛手携理气辐沉积( M S P V D ) T i 基A l 膜为庶材，采甩疆极氧化．承热处理复合技术首次残臻割备了磷酸钙簸／A 1 2 0 3 复含生耪涂屡耪瓣结果表明：阳极氧化电腿越高，阳极氧化A 1 2 0 3 多孔膜的孑L 径越大，阳极氧化A 1 2 0 3 膜中的C a ／P 原子比越筒水热处理( 2 1 2 ℃，8h ) 后，T i 基含C a 、P元素豹疆援氧纯A 1 2 0 3 骥转恁为磷酸钙簸／A 1 2 0 3 复台象溺涂层l 堙辩；磷酸锈麓缝晶予阳极氧化A 1 2 0 3 膜的孔涧内并外延生长至阳极氧化A 1 2 0 3 膜的表面，部分磷酸弼盐嵌入阳极氧化A 1 2 0 3 的孔洞内使磷酸钙盐外层和阳极氧化A 1 2 0 3 中间屡之阕形簸“{ ”形结合器覆结稳 2 ) 采用阳极氧纯．憾压电沉积两步电化学方法首次成耱制备了铝基H A ／A 1 2 0 3 复合生物涂层材料H A ／A 1 2 0 3 复合生物涂屡专孝料在模拟体液( S i m u l a t e db o d yf l u i d ，S B F ) 中烂示爨藏好的稳怒性与较强稔诱导滚积熊力；H A 耱漾豹沉积奄藤越藏，镂基H A ／A 1 2 0 3 复合体系在R i n g e r ’s 生理溶液中的耐腐蚀能力越强。
3 ) 以M S P V D 制备T i 蒸A l 膜为底材，采用阳极氧化、恒溅电沉积复合技寒蘩次在T i 鏊上翻墨了一耪耨鍪夔H A ／A 1 2 0 3 复台生镌涂爰褪鹳，获割备懿复合生物涂层材料的外层由微米嘏条状缺钙H A ( C a —d e f i c i e n t H A ，C D H A ) 晶体构成 = ：= ：囊黧篓茎i 叁蛰蹩鎏薹茎些耋黧篓塾：：! ! 墼耋；耋墓：冀! ! 垒鐾錾塞= = ： ：在躐拣奔貘中东熟处璎蜃，微拳教条状C D H A 纷艨转纯骛妇绒拳爨‘状晶髂携藏懿富钙H A 铃屡( C a + r i c hH Al a y e r ，C R H A L ) 分抒表明水热她理质涂缓中的C a ／P 原子魄鬻予t ，6 7 鲶舔函霹髓霞括e D } 壬A 与簸性东熬分溪孛熬O H 爱馥，灏分p ( > 4 “溶入水热介质，舔蜜余懿C a q ：O H ) 2 存留在涂谣中水热处理使T i 基H A ／A 1 2 0 3 复合生物涂层材料的结合强度从1 0M P a 左右提窝型2 0M P a 以上；S B F 浸泡实验表聪C R H A L 具肖鞍强的诱导磷敏石沉积的髓力。
羊i 基H A ／A 1 2 0 3 复会体系杰R i n g e r ’S 浴滚中的瓣腐蚀裁力髓水热涅淡野麓瓣增强，延长水热处逢时滴W 潞离T i 罄H A ／A 1 2 0 3 复合体系静盘腾饿电位蠢毽对鑫鬻德电流寝寝‰，静彩确不稿显计算褥到了C a 9 ．7 2 ( H P 0 4 h 2 s ( P 0 4 ) 5 ，n ( O H ) l7 2 、表嚣物爨敬性( 等褰予体、离子囊) 帮生甥改憋，提高奉誊料的血液穗容性和组织襁骞性；( 4 ) 从分子水平研究擞物材料的组织反应，深入了解生物暇用材料与人体组织的相互作用机制，为开发典有优化的生物学与枫械力学性能的嫩耪医瓣章考辩撵供理论支持不远的将来，科学家可储助生物材料设计和制造熬个人体器留，生物医用村料和制品产业将发展成为本世纪世界经济的一个支柱产业当代生物材料的技展不仅骚谲耪瓣窦赛理纯毪链鞠生兹安全瞧、可靠蛙鹣羧善，1 嚣显逐强谖惑予葵垒物结构和生物功能，以使其焱体内调动并发挥机体自我修复和完蒋的能力，爨建或康复受损的人体组织或器官1 ．2 主要类剐疑其特性根据材料的生物学性能，可将生物材料分为生物活性( B i o a c t i v e ) 、生物惰性磷鼹钙越，A j ，0 3 疑糕美复台生物谂蒜材料豹利墨、表挺每体磐牲能研究( B i o i n e r t ) 与生物吸收( B i o r e s o r b a b l e ，或生物降解，B i o d e g r a d a b l e ) 材料三大类[ 4 , 12 - 1 3 1 。
生秘活瞧是攒毒害辩在檀入人钵嚣戆与羯塑嚣或其它软组绥通过嵩孑交换袋莛它反应相互作用，在植入体袭面诱导生成新组织( 如新生骨) 或增进细胞活雠或在植入体与周围组织之间形成化学键合，因而，生物活性材料在人体内具有天然优异黥生物据容性常见豹生物活性枣孝誊毒蠢羟基磷灰石、A ．W 玻璃辫瓷落系鞍生物踱璃( B i o g l a s s 嵇) 等生物惰性材料指与人体组织接触时不发生或仅出现极微弱反_ | 嫩的一类生物材料，在一定时间内能在生理环境中保持稳定并被纤维囊所包裹，如氧化铝陶瓷、掺杂稳定氧纯镶、超大分子爨蒙乙烯等鑫于在短麓攘入对不会对人薅缓绥产生显著的毒性，也常将不锈钢和金属钛及熬合金归入惰性生物材料中通常认为生理稳定的氧化铝陶瓷和掺杂稳定氧化锆其有较好的生物相容性，而聚乙烯( 可释敦蠢毒小分子) 、不锈钢彝镀及萁台金( 长袈植入惹余惫辍薅释拔骞毒金疆离子)的生物相窑往劂较差生物吸收( B i o r e s o r b a b l e ，或生物降解，B i o d e g r a d a b l e ) 指淌材料植入人体后，逐渐被溶解城分解，生成的离子( 或小分子) 可艉靛人体吸收，也可能摊蹬俸夕} ，蕞终褴入体旋薪生组织( 露新生鬻) 所取代。
代表惶玺镶嗷救奉孝释寄磷狻钙( T r i c a l c i u mp h o s p h a t e ，T C P ) 生物陶瓷与聚乳酸由于生物吸收材料能诱导新缎织的形成，爨有较好的生物相容性，有时也划入生物活性材料的范围投毒季辩藩瞧，生懿医惩謇李辩又可分梵送惩金震耪籽、生凝建瓷糖瓣、嚣耀熹分子材料、医用复合材料以及生物衍生材料五大类，它们的部分代表性材料与主要艨用领域见表1 ．1 【4 ’“】攀羯，人嬲搜爝金、镊等赛金属及篡含金掺复窥登挟硬组织，毽考虑裂震源育隈，加之箕表筒具有较强的催化能力，多限于茅落的修复陡着冶金枋辩工妲的发展，出现了断裂韧性、搬伸强度等机械力学性熊优异的新型医用金属材料，如不锈钢、钴合佥和钛及其合金等，已被用作承载硬缀织豹假体撩入材料，域制成爨样、钌、投祭雳予缓体瓣定萁孛不锈钢鸯霾工浚貔好，侩格恣不毫，尽管羟体内易被腐蚀，但在短期硬缀织治疗与功能替代中还肖较多的应嗣；钴合金耐磨、耐蚀性能优异，机械性能也优于不锈钢，但其制造成本较高，可加工性较差，临庆疲瘸还较乡；镀合金耪辩蒸骞囊轻、谥瘦毫、瓣爨浆特点，荬裘嚣在生理环壤中形成的惰性氯化膜使其耐腐蚀能力更照突出，具有一定的生物楣容性，是较为理想的医用金属材料。
医用金属材料在长裳植入体内时，{ 蔓链会医体波黥侵蚀丽失散，并向周圈组织释放出金属离子，对辊体造成一定的毒害不同鑫耩离子对L 9 2 9 成纾维缁腿与M C 3 T 3 ．E 1 成臂细胞的毒性排序见表1 ．2 [ 1 5 1 7 】从震中可知，v ”、c 0 2 + 、N i 2 +等金属离子对上述两种与新组织生长关系密切的细胞毒性较大，因此，含有这些金属元素( 即使含量非常低) 的新型医用合金材料在长期植入时所引起的生理反应值得关注表II 主要生物医用材料及其临床应用T a b l e1 ．1F i v eb a s i cc l a s s e so fb i o m a t e r i a l sa n dt h e i rc l i n i c a la p p l i c a t i o n s表1 ．2 不同金属离子对L 9 2 9 与M C 3 T 3 ．E 1 细胞毒性大小顺序T a b l e1 ．2R a n ko r d e r so fe y t o t o x i e i t yo fm e t a l si o n sf o rL 9 2 9a n dM C 3 T 3 一E1C r 6 + > c d 2 + > V ¨> A g + > H 9 2 + > S b 3 + > H g + > T 1 3 + > G a 3 + > C u 2 + > M n 2 + >C 0 2 + > Z n 2 + > B e 2 + > N i 2 + > S n 2 + > I n 3 + > I r 4 + > T I + > P d 2 + > Y 3 + > C u + > R h 3 + > L 9 2 9 p b 2 + > w 6 + > C r 3 + > B i 3 ．一> T i 4 + > c s + > H f 4 + > M 0 5 + > Z T 4 + > T a 5 + > B a z + >R b + > N b 5 ‘> A 1 3 + > F e 3 + > R u 3 + > F e 2 + > S r 2 + > L i + > S n 4 +C d 2 + > I n 3 + > V 3 + > B e 2 + > S b 3 + > A g + > H 9 2 + > C r 6 + > C 0 2 + > B i 3 + > I r 4 。
>C r ¨> H g + > C u 2 + > R h 3 + > T 1 3 + > S n 2 + > G a 抖> P b 2 + > C u + > M n 2 + > T I + > M c 3 T 3 - E lN i z + > Z n 2 + > Y 3 + > w 6 + > F e 3 + > p d 2 + > F e 2 + > T i 4 + > H f 4 + > R u 3 - > s bS n , t +> B a 2 + > C s + > N b 5 + > T a 5 + > Z r 4 + > A 1 3 + > M 0 5 + > R b + > L i +生物陶瓷材料由于具有优异的生物相容性，可直接应用于体内而不会引起不良生理反应特别是磷酸钙盐( 如H A 、T C P ) 类生物陶瓷，由于与人体硬组织无机成分最为接近，不仅不被机体组织所排斥，还能诱导新生组织的附着与生长，是最有前途的生物材料体系之一不足的是，作为陶瓷材料，尽管具有硬度大、抗压强度高、耐磨损等优点，但也存在拉伸强度差和。