掺锌含氟羟基磷灰石薄膜的制备及性能研究

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1、浙江大学硕士学位论文摘要羟基磷灰石(Calo(P04)6(OH)2，HA)薄膜是一种具有优秀生物活性的医用生物材料，被广泛地应用于钛合金硬组织种植体表面改性，但由于羟基磷灰石在人体中的降解速度较快，导致种植体在人体内失效。通过添加微量氟元素，以氟替换了羟基磷灰石中的羟基，其结构又与羟基磷灰石一样，能降低了材料的溶解度。另外锌对于成骨细胞的增殖有特殊的直接刺激作用，而对于破骨细胞有一定的抑制作用，对于提高材料的生物活性具有很好的作用。因此掺锌含氟羟基磷灰石薄膜有着良好的前景。本论文在经过深入的文献查

2、阅和前期研究工作的基础上，分别以HPF6和Zn(N03)2·6H20作为氟引入剂和锌添加剂，将HPF6、Zn(N03)2·6H20的乙醇溶液和Ca(N03)2--P205乙醇溶液混合，回流形成涂膜液，采用溶胶一凝胶技术，在钛合金基板上涂覆有生物活性的不同锌含量的掺锌含氟羟基磷灰石薄膜，以改善钛合金的表面性能，以满足理想生物材料的要求。本论文在研究掺锌含氟羟基磷灰石薄膜的同时，对含氟羟基磷灰石的有关性能也进行了一定的研究。在实验中采用了XRD、XPS、SEM等技术对制备所得的薄膜相组成、表面形貌及锌

3、对薄膜内氟的存在的影响等进行了分析。用模拟体液(1．5SBF)浸泡来表征掺锌含氟羟基磷灰石薄膜的生物活性程度。本论文中获得的具体结果如下：通过改变涂膜液中的Ca／Zn的配比，可以得到不同锌含量的薄膜材料。通过SEM，随着锌掺入量的增加，薄膜表面形貌由结构致密、平滑逐渐变得多孔，粗糙，裂纹也随之增加。通过XRD分析，在掺锌含氟羟基磷灰石相中含有羟基磷灰石和B．磷酸三钙两种相，其中Zn比较倾向于进入B．磷酸三钙结构，并且zn的存在在一定程度上抑制了羟基磷灰石的结晶，这有利于富集在表面的锌在体内释放，从

4、而发浙江大学硕士学位论文挥其刺激骨生长，抑制骨吸收的作用。将不同锌含量的掺锌羟基磷灰石薄膜浸泡在1．5SBF溶液中，经过浸泡一段时间后，这些薄膜表面都会有磷灰石相沉积产生。随着锌含量的增加，在薄膜表面沉积的磷灰石相分布密度也随之增加。说明锌元素添加量的增加，能够很好地抑制磷灰石的结晶，从而有利于在体液环境中释放zn，起到促进骨生长的作用，提高薄膜材料的生物活性。同时羟基磷灰石薄膜能较好地覆盖在薄膜的表面，这也表明了掺锌含氟羟基磷灰石薄膜与含氟羟基磷灰石有着同样的生物活性。本工作中获得的掺锌含氟羟基

5、磷灰石薄膜具有良好的物理化学性能和良好的生物活性。因此，本论文工作结果无论是在理论上还是在实际应用中，都有一定的指导意义。关键词：溶胶一凝胶掺锌含氟羟基磷灰石薄膜生物活性浙江大学硕十学位论文AbstractHydroxyapatite(calo(P04)6(OH)2，HA)isakindofmedicalbiomaterialswithoutstandingbioactivity，whichhasbeenwidelyappliedtomodifyingthesurfaceperformanceso

6、fmetallicimplantsforrepairinghardtissues．However，arelativelyfastdegradationspeedofhydroxyapatiteinhumanbodieswillfinallyleadtothedeterioratingofperformanceoftheimplants．WecouldreducethesolubilityofhydroxyapatitebyaddingasmallalTlountoffluorine，whichwi

7、llbeusedtoreplacethehydroxylinthehydroxyapatitetoformfluoridatedhydroxyapatite(FHA)，butwithnochangeincrystallinestructure．Inaddition，withthespecialfunctiontostimulatethepropagateofbone-formingcellsandtorefrainthegrowthofthebonebrokencells，thezincfunct

8、ionswellinimprovingthebioactivityofmaterials．WiththatwecouldsaytheZn—dopedFHAfilmswillhaveaverygoodprospect．Inthiswork，themixtureofethanolsolutionsofHPF6andZn(N03)2‘6H20isusedasdipping—liquid，theZn-dopedFHAfilmswithdifferentcontentofzinconthet