電化學法在鈦表面制備非晶態磷酸鈣涂層及其轉變機理的研究.pdf

1、本文對電化學法在金屬鈦表面沉積非晶態磷酸鈣(ACP)涂層進行了系統的研究，通過控制過程參數及在電解液中加入非晶態穩定元素鎂離子等技術手段，成功的制備出了均勻可控的ACP涂層。利用掃描電鏡(SEM)，掠角反射吸收紅外光譜儀(IR)，透射電鏡(TEM)等檢測方法證實了其非晶態的結構及成分。通過后續的鈣離子釋放速率，細胞毒性(MTT)，堿性磷酸酶(ALP)活性，成骨細胞(OC)活性等指標證實了其優異的生物學性能。且在前人的研究基礎上，在堿性條

2、件下，分析并證實了ACP向晶態羥基磷灰石(HAp)的轉變機制，并得到了納米HAP涂層，為電化學法制備ACP涂層的應用開辟了另一個方向。
　　 電化學制備過程中，電流密度、沉積溫度、電解液成分及濃度等過程參數對ACP涂層的形成均有重要的影響。利用SEM，X射線衍射儀(XRD)，FTER檢測并分析了這些因素的影響規律。其中，電解液中的鎂離子是不可缺少的非晶態穩定元素。在此前提下，ACP涂層可在低的電流密度及溫度，高濃度的條件下生成。

3、
　　 ACP結構不穩定，在液態環境中會向晶態HAp轉變。為研究其后續的轉變機制，本實驗采用的NaOH溶液環境會促進轉變過程，且可排除外來離子的干擾。利用SEM，FTIR，TEM及高分辨電鏡(HR-TEM)分析了其轉變過程。證實在通常情況下，ACP在向HAp轉變過程中普遍會在ACP/溶液表面形成HAp形核點，ACP為隨后HAp的長大提供必要的物質源。而最終轉變產物的形貌及結構會因轉變環境的變化而變化，本實驗中轉變產物為納米級的H

4、Ap，而HAp納米針是由許多5～10nm的類似于ACP組成單元的納米顆粒組裝而成，這些納米顆粒通過互相調整位置和取向直接完成HAp的結晶，并沒有生成磷酸八鈣(OCP)等中間相。另外，轉變所得HAp涂層結構均勻且在納米尺寸范圍內，可應用于牙種植體表面，具有更優異的生物學性能。
　　 與電化學法制備的HAp相比，制備的ACP具有更快的鈣離子釋放速率，優異的堿性磷酸酶活性且不具備細胞毒性，可誘導細胞的早期分化，在14天的時候，仍然能夠