中科院寧波材料所在生物醫用鈦合金表面制備羥基磷灰石納米復合涂層方面取得進展
2013-12-05 來源:中國聚合物網
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用于磨損、疾病、損傷后髖關節,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成功的應用在臨床上骨骼手術從而促進與宿主骨骼組織的快速連結,但是,材料的長期服役性仍是一個備受關注的問題,特別是羥基磷灰石的脆性問題。開發一種兼備優異生物以及力學性能的新穎惰性金屬/羥基磷灰石基復合材料系統以及尋找新型的材料制備方法備受生物材料界關注。目前,中科院寧波材料所表面事業部李華研究團隊在鈦合金基體上采用真空冷噴涂技術在室溫下成功制備了生物醫用羥基磷灰石涂層,該涂層具有明顯優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-石墨烯納米復合粉末技術(專利號201310409001.7)并采用真空冷噴涂技術在在惰性金屬上制備厚度可控,優異膜基結合強度以及優化斷裂韌性的陶瓷涂層。微觀組織結構表征表明該技術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-石墨烯復合涂層為人體硬組織的替換和修復提供更多的可能性。
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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(責任編輯:xu)
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