[发明专利]玻璃微纤维增强纳米羟基磷灰石生物复合涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物复合涂层的制备方法，具体涉及一种玻璃微纤维 增强纳米羟基磷灰石生物复合涂层的制备方法。

背景技术

近年来骨修复和骨替代材料在生物材料研究领域成为研究者们的研 究热点之一。

羟基磷灰石(简称HA或HAP，其分子式Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)是人体骨组织中 无机质的主要成分，它具有良好的生物相容性、生物活性以及骨性连接， 在人体骨组织缺损的修复与重建中，被认为是一种最具潜力的人体种植体 材料。然而，羟基磷灰石的脆性大、不能承受负荷限制了其应用范围(姜 耕，汪炳华，长江大学学报，2008，5(3)：20)。鉴于此，在医用金属 (钛合金、钢合金)表面涂覆羟基磷灰石涂层，综合了医用金属材料的优 良机械性能和羟基磷灰石的优良生物性能，制备出了金属基生物涂层。

然而，金属的疲劳性能较差，容易释放金属离子，造成植入体的失效， 也有采用有机高分子基生物涂层，但是有机高分子化合物在体液中会发生 降解产生有毒单体，亦使植入体发生脱落而失效。

碳/碳(C/C)复合材料是国际新材料领域重点发展的一种新型材料， 兼具功能和结构特性，综合性能优异，作为骨修复和骨替换材料，碳材料 的化学、生理性质稳定，生物相容性优越。碳/碳(C/C)复合材料韧性好， 能克服单一碳材料的脆性，且强度高、疲劳特性优越，特别是它的弹性模 量与人骨相当，因此是一种极具潜力的生物材料，极具应用前景(Gao Lin， Lin Jiarui.Histological observation of carbonaceous materials containing hydroxyapat ite[C].The  International Conference on Carbon 2002，2002，Beijing，China.)。但是作为生物惰性材料，还需 与具有生物活性的物质结合才能制备出性能优良的生物材料。

黄剑锋、朱广燕等人(朱广燕，黄剑锋，吴建鹏，曹丽云，贺海燕， 稀有金属材料与工程，2007，2(36)：749-753)利用水热电沉积方法在 C/C基体表面制备了纳米级的羟基磷灰石涂层，电化学沉积法克服传统的 等离子喷涂时因高温而引起HAp的热分解和喷涂过程的非线性，且可通过 控制电流、电压、温度等实验参数精确控制涂层的厚度、表面结构和孔隙 率等，但该方法制备的涂层与基体之间的结合力及涂层自身的结合力不 足，制约其进一步发展。

曹丽云、李颖华等人(李颖华，曹丽云，黄剑锋，曾燮榕，中国组织 工程研究与临床康复，2008，41(12)：8143-8146)采用水热电泳法制备 出了C/C基壳聚糖/HAp复合生物涂层，将C/C复合材料的优良力学性能与 HAp、壳聚糖的良好生物活性结合，制备出新一代的骨替代和修复材料。 但是，仍然存在涂层与基体之间、涂层与涂层之间结合力不高的问题。

目前，国内外对提高C/C复合材料表面与羟基磷灰石结合力的研究主 要在沉积工艺和C/C基体表面改性上，而对于采用玻璃微纤维来增强图层 与基体结合强度以及涂层内部的结合强度的研究尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单的玻璃微纤维增强纳米羟基磷灰 石生物复合涂层的制备方法，所制备的复合涂层具有较高的结合强度、较 高的均匀性和致密性，不需要后续的处理工艺，有效地防止了涂层在后续 工艺中的相变和裂解。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

1)纳米羟基磷灰石粉体的制备