中科院寧波材料所在生物醫(yī)用鈦合金表面制備羥基磷灰石納米復(fù)合涂層方面取得進展
2013-12-05 來源:中國聚合物網(wǎng)
目前,不銹鋼,鈷合金,金屬鈦或者鈦合金等金屬惰性生物材料廣泛應(yīng)用于磨損、疾病、損傷后髖關(guān)節(jié),骨片以及牙科移植等人體部位的替換。由于金屬移植材料的生物惰性,金屬材料表面制備羥基磷灰石涂層材料系統(tǒng)成功的應(yīng)用在臨床上骨骼手術(shù)從而促進與宿主骨骼組織的快速連結(jié),但是,材料的長期服役性仍是一個備受關(guān)注的問題,特別是羥基磷灰石的脆性問題。開發(fā)一種兼?zhèn)鋬?yōu)異生物以及力學性能的新穎惰性金屬/羥基磷灰石基復(fù)合材料系統(tǒng)以及尋找新型的材料制備方法備受生物材料界關(guān)注。目前,中科院寧波材料所表面事業(yè)部李華研究團隊在鈦合金基體上采用真空冷噴涂技術(shù)在室溫下成功制備了生物醫(yī)用羥基磷灰石涂層,該涂層具有明顯優(yōu)化的力學以及生物性能。該成果為李華課題組劉奕,黃晶,李華與西安交通大學熱噴涂團隊合作完成并發(fā)表在期刊《Carbon》67(2014)250-259, (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622313009421)。
李華團隊生物材料研究方向主要集中在新型生物材料的開發(fā)以及生物材料/細胞界面行為的研究。該團隊具備液相共沉淀制備羥基磷灰石-石墨烯納米復(fù)合粉末技術(shù)(專利號201310409001.7)并采用真空冷噴涂技術(shù)在在惰性金屬上制備厚度可控,優(yōu)異膜基結(jié)合強度以及優(yōu)化斷裂韌性的陶瓷涂層。微觀組織結(jié)構(gòu)表征表明該技術(shù)將粉末的物理特性完全移植到涂層當中,沒有晶粒長大以及物相變化發(fā)生。體外細胞實驗表明成骨細胞的絲狀偽足具有向石墨烯片層延伸和鉚接的傾向。采用負染技術(shù)進一步電鏡觀察顯示石墨烯表面有大約100-135 nm的纖連蛋白快速貼附。這一現(xiàn)象解釋了為什么添加石墨烯的羥基磷灰石涂層促進成骨細胞的鋪展以及后續(xù)增殖。這種真空冷噴涂制備的新穎納米羥基磷灰石-石墨烯復(fù)合涂層為人體硬組織的替換和修復(fù)提供更多的可能性。
本研究獲得國家自然科學基金 (項目批準號31271017) 以及中科院百人計劃的資金支持。

真空冷噴涂制備的羥基磷灰石以及羥基磷灰石復(fù)合涂層的表面和截面形貌
羥基磷灰石-石墨烯涂層增強成骨細胞貼附以及成骨細胞絲狀偽足傾向延伸至石墨烯片層
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