[发明专利]一种稀土离子可控析出的钙磷涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土离子可控析出的钙磷涂层及其制备方法，所述涂层由钛粉、复合陶瓷粉和Dy₂O₃制成，其中钛粉、复合陶瓷粉的用量按重量百分计为0%～70%：30%～100%；Dy₂O₃的用量为复合陶瓷粉用量的0.2%‑0.8%。其制备方法是先将钛粉、复合陶瓷粉与Dy₂O₃粉末混合均匀，球磨使之混合，得到激光熔覆钙磷涂层粉末材料；然后将配好的粉末材料预置于钛合金TC4的表面，采用激光熔覆工艺制备钙磷涂层。本发明的涂层和制备方法能在钛合金表面形成具有生物活性的涂层，涂覆有该涂层的人工关节在植入人体后，具有可控析出稀土离子、能抑制破骨细胞活性、防止人工关节磨屑病的特点。

技术领域

本发明涉及一种钙磷涂层及其制备方法，特别是一种稀土离子可控析出的钙磷涂层及其制备方法。

背景技术

近年来，人工关节成为提高关节创伤患者生活质量的重要植入式医疗器械。而最为理想的植入器械应该在结构与功能上实现仿生化设计。在人体的原生关节中，关节头和关节杯的表面由软骨组织覆盖，该组织能分泌适量的润滑液，形成一个良好的自润滑系统，使关节在70～80年的服役过程中保持正常工作。而人工关节的植入破坏了原有的自润滑系统，工作中相对运动面容易发生磨损，产生大量磨损磨粒，磨损颗粒聚集在骨与假体界面，刺激巨噬细胞、成纤维细胞等多种细胞发生反应并分泌炎症细胞因子，在骨与假体界面间形成一层富含细胞的结缔组织膜。炎症细胞因子进一步作用于巨噬细胞、成骨细胞和破骨细胞等，干扰体内神经信号的传输，使成骨细胞活性减弱，增强破骨细胞的活性，由活化的破骨细胞完成骨吸收，引起假体周围骨溶解，即我们通常所说的磨屑病。

现有对于预防和治疗磨屑病的方法主要有几种：一是用药物去干预磨损颗粒所引发的炎症反应和骨破坏，以达到防治假体周围骨溶解的目的；二是采用基因治疗从分子水平上对疾病进行调控；三是从材料的设计和表面改性入手，提高人工关节负重面的耐磨性以达到尽量减少磨损颗粒的目的；四是利用稀土对骨代谢的影响来抑制破骨细胞的活性达到防治磨屑病的目的。

在张金超有关稀土抑制破骨细胞活性的研究中，稀土Dy3+离子能够通过干预破骨细胞的骨吸收功能，进而干预骨的代谢。因此，使用稀土防治关节磨屑病的技术关键在于如何实现对关节周围稀土离子浓度的有效控制。

发明内容

本发明的目的在于，一种稀土离子可控析出的钙磷涂层及其制备方法。本发明的涂层和制备方法能在钛合金表面形成具有生物活性的涂层，涂覆有该涂层的人工关节在植入人体后，具有可控析出稀土离子、能抑制破骨细胞活性、防止人工关节磨屑病的特点。

本发明的技术方案：一种稀土离子可控析出的钙磷涂层，所述涂层由钛粉、复合陶瓷粉和Dy₂O₃制成，其中钛粉、复合陶瓷粉的用量按重量百分计为0％～70％：30％～100％；Dy₂O₃的用量为复合陶瓷粉用量的0.2％-0.8％。

前述的稀土离子可控析出的钙磷涂层，所述Dy₂O₃的用量为复合陶瓷粉用量的0.4％-0.6％。

前述的稀土离子可控析出的钙磷涂层，所述Dy₂O₃的用量为复合陶瓷粉用量的0.6％。

前述的稀土离子可控析出的钙磷涂层，所述复合陶瓷粉按重量百分比计，是由77.47％～85.14％的CaHPO₄·2H₂O和14.86％～22.53％的CaCO₃制成。

前述的稀土离子可控析出的钙磷涂层，所述复合陶瓷粉按重量百分比计，是由83.09％的CaHPO₄·2H₂O和16.91％的CaCO₃制成。