[实用新型]制备羟基磷灰石生物活性涂层的注入式等离子喷涂装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制备羟基磷灰石生物活性涂层的注入式等离子喷涂装置，特别涉及一种制备羟基磷灰石生物活性涂层的悬浮液注入式等离子喷涂新装置，属于生物医用材料工程技术设备领域。

背景技术

羟基磷灰石具有与人体组织骨和牙齿中主要矿物质相类似的化学组成和晶体结构，是人体骨骼组织的主要无机成分。同时羟基磷灰石优良的生物活性使其能与人体骨骼组织形成化合键性结合，具有良好的骨传导性；并对新骨生长有一定的诱导作用，是一类典型的生物活性材料。然而单纯的羟基磷灰石力学性能较差，其抗弯强度和断裂韧性指标均低于人体致密骨，难以在生物体承载部位使用，在具有生物惰性的医用金属材料基体上沉积一层羟基磷灰石涂层得到具有良好综合性能的生物植入材料，使其具有基底金属的强度和韧性，还具有羟基磷灰石的优良生物活性和生物相容性。

目前，制备羟基磷灰石涂层的技术很多，主要有等离子喷涂、离子束溅射、电泳沉积、溶胶—凝胶法、仿生溶液生长法等。在这些制备方法使用的设备中，制备羟基磷灰石生物活性涂层通常使用等离子喷涂设备。由于等离子喷涂技术，采用等离子弧为热源，均以金属或非金属固体粉末作为原料，所用的粉末原料经高温等离子火焰加热到熔融或半熔融状态后，高速喷射到经过处理的金属基底表面上而形成表面涂层。使用现有固体粉末等离子喷涂装置制备羟基磷灰石生物活性涂层的过程一般是，将固体粉末喷涂原料置于该装置中的给料机构，给料机构有漏斗式、螺旋式、振动式、翻斗式等多种形式，给料机构中的粉末原料在压力的作用下经过管道传送至等离子喷枪旁的粉末喷嘴，然后从粉末喷嘴直接喷射到等离子体火焰中。粉末等离子喷涂所需的粉末原料一般要经过湿化学法合成，陈化，喷雾干燥，粉末造粒球化，煅烧，粉碎，球磨，分筛等一系列繁琐的工艺环节，完成周期通常需要历经4-7天的时间，这不仅增加了成本，还降低了生产效率。此外，传统粉末等离子喷涂装置还存在着制得涂层结构不均匀的问题。为解决现有固体粉末等离子喷涂装置中存在的问题，这正是本实用新型的目的所在。

发明内容

本实用新型的目的则是针对所述现有等离子喷涂装置中所存在的缺陷，旨在提出一种包括等离子喷枪，金属基底及其基底固定架；进一步包括喷涂原料悬浮液贮存容器，悬浮液传送系统，悬浮液注入系统的制备羟基磷灰石生物活性涂层的悬浮液注入式等离子喷涂新装置。所述装置由传送系统中的传送动力装置和与其相匹配连接的传送介质将悬浮液直接传送到注入系统中的小直径导管；小直径导管再将悬浮液以直线型射流方式直接径向注入等离子火焰中心的高温区域，在金属基底表面生成结构均匀的羟基磷灰石生物活性涂层；本实用新型装置结构简单，易于操作，且节约原料。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。

本实用新型制备羟基磷灰石生物活性涂层的悬浮液注入式等离子喷涂装置，包括等离子喷枪，金属基底及其基底固定架；其特征在于还包括等离子喷涂原料悬浮液贮存容器，悬浮液传送系统，悬浮液注入系统；其中所述悬浮液传送系统包括传送动力装置和与其相匹配连接的传送介质，传送介质一端与传送动力装置连通，另一端与注入系统连通；所述注入系统中设置一小直径导管，小直径导管通过调节构件安装于与等离子喷枪相匹配连接的固定座上；贮存容器中的悬浮液通过传送动力装置及传送介质输送到注入系统中的小直径导管，小直径导管以直线型射流方式直接径向注入等离子火焰中心的高温区域，在金属基底表面生成结构均匀的羟基磷灰石生物活性涂层。

上述技术方案中，所述悬浮液贮存容器或为在等离子喷涂过程中实时对悬浮液中颗粒进行分散的带高能超声波振荡功能的容器；或为压力罐。

上述技术方案中，所述悬浮液传送系统中传送动力装置或为电子蠕动泵；或为输入压缩空气的压力罐；电子蠕动泵通过传送介质与带高能超声波振荡功能的容器和悬浮液注入系统连接；压力罐也通过传送介质与悬浮液注入系统连接。

上述技术方案中，所述悬浮液传送系统中连接电子蠕动泵或连接压力罐的传送介质为耐压管；

上述技术方案中，所述电子蠕动泵与注入系统连接的耐压管上设有使悬浮液顺利到达注入系统的单向阀及作指示的流量计；或压力罐与注入系统连接的耐压管上也设有单向阀，流量计及可控制打开和关闭的阀门。

上述技术方案中，所述传送动力装置电子蠕动泵使用的传送速率为10-100ml/min。

上述技术方案中，所述传送动力装置压力罐内输入的气体为压缩空气，压力罐中的压力为0.15-0.6Mpa。

上述技术方案中，所述小直径导管的内径为50-300微米。