[发明专利]一种羟基磷灰石-镁复合涂层的制备方法

说明书

本发明属于医用材料表面生物可降解涂层技术领域。本发明提供了一种羟基磷灰石‑镁复合涂层的制备方法，包括如下步骤：首先将羟基磷灰石颗粒、镁颗粒和溶剂混合，得到颗粒悬浮液；所述溶剂为水和醇类溶剂的混合液；然后以所述颗粒悬浮液为热喷涂材料，在基体材料表面进行热喷涂，在所述基体材料表面得到羟基磷灰石‑镁复合涂层。本发明提供的方法实现了采用热喷涂法制备羟基磷灰石‑镁复合涂层。此外，本发明所提供的方法得到的羟基磷灰石‑镁复合涂层中的羟基磷灰石未发生相分解或非晶化，具有较强的抗介质腐蚀能力，且所得复合涂层与基体材料之间具有较强的拉伸结合强度，同时具有较强的显微硬度。

技术领域

本发明涉及医用材料表面生物可降解涂层技术领域，尤其涉及一种羟基磷灰石-镁复合涂层的制备方法。

背景技术

生物医用镁合金因其力学性能与人体骨骼相近，且在人体环境中可降解的优点，被广泛认为是潜在的硬组织植入材料。然而，镁合金在生物环境中腐蚀速率过快、产生氢气，使得镁合金植入材料在新生生物组织有效形成前丧失力学性能。此外，尽管镁合金可生物降解，但其无法诱导新生组织在其表面再生，缺乏细胞诱导与分化性能。因而，镁合金表面改性是提高其耐腐蚀性能及生物活性的有效手段之一。在镁合金表面制备抗腐蚀性能及生物活性的生物可降解活性涂层，是实现其临床应用的关键。

羟基磷灰石因其化学成分与人体骨骼成分相同，被广泛用于金属植入材料表面生物活性改性的涂层材料。然而，羟基磷灰石本征脆性、且与金属基体的显著力学性能差异，使得金属基体表面羟基磷灰石涂层力学性能低且易发生剥落。基于镁合金可生物降解特性，镁合金表面的抗腐蚀及增强生物活性的防护涂层理应具备良好的生物可降解特性。羟基磷灰石基复合涂层中金属、陶瓷或聚合物等异质相可有效提高涂层的力学性能，且不显著降低羟基磷灰石的生物活性。在众多增强异质相中，金属镁不仅能够增强羟基磷灰石的力学性能，同时羟基磷灰石-镁复合材料具备优良的生物可降解性能。

目前，羟基磷灰石-镁复合涂层的制备方法主要为脉冲激光沉积技术和电磁诱导沉积技术，虽然以上两种方法对羟基磷灰石-镁复合涂层中羟基磷灰石的相结构不产生影响，并且能够获得良好的力学性能等，但上述两种方法的沉积效率较低。与上述两种制备方法相比，热喷涂方法具有沉积效率高、涂层/基体界面结合强度高的优点，被广泛用于制备生物功能陶瓷涂层。然而，镁颗粒在火焰中易燃，使得热喷涂方法无法应用于羟基磷灰石-镁复合涂层的制备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种羟基磷灰石-镁复合涂层的制备方法，该方法实现了热喷涂法制备羟基磷灰石-镁复合涂层。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种羟基磷灰石-镁复合涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)将羟基磷灰石颗粒、镁颗粒和溶剂混合，得到颗粒悬浮液；所述溶剂为水和醇类溶剂的混合液；

(2)以所述颗粒悬浮液为热喷涂材料，在基体材料表面进行热喷涂，在所述基体材料表面得到羟基磷灰石-镁复合涂层。

优选的，所述羟基磷灰石颗粒和镁颗粒的质量比为1:9～9:1，所述羟基磷灰石颗粒和镁颗粒的质量之和与所述溶剂的质量之比为1:4～19。

优选的，所述醇类溶剂为乙醇和异丙醇中的至少一种。

优选的，所述羟基磷灰石颗粒的粒径为5nm～40μm；所述镁颗粒的粒径为5～40μm。

优选的，所述热喷涂过程中，所述颗粒悬浮液的流量为5～100mL/min。

优选的，所述热喷涂过程中，雾化气体的压力为0.5～1.0MPa，雾化气体的流量为5～20L/min。

优选的，所述热喷涂所用的喷枪出口端与基体材料表面的间距为80～150mm，喷枪相对基体平行移动的速度为60～200mm/s。