【研究综述】上海理工大学吴松全副研究员等:钛合金钙磷涂层电沉积技术研究进展

科技   科学   2024-11-06 17:00   重庆  





背景与意义:

钛合金表面电沉积钙磷涂层技术具有处理温度低、组织结构易控和经济高效等优势,在保持植体优良机械性能的同时提高生物活性,有望替代等离子喷涂技术。为了促进钛合金表面电沉积钙磷涂层技术的临床转化,首先简述钛合金表面电沉积钙磷涂层机理,然后详述近年来在电解液参数(钙磷比、添加剂、pH值和气氛)、外场条件(电场、温度、磁场、超声波)和沉积时间对钛合金表面电沉积钙磷涂层影响的研究进展。其中,钙磷比改变电解液中钙源和磷源离子的临界浓度;pH值调节电解液中磷源离子的存在形式,直接影响涂层的物相种类;添加剂通过与钙源、磷源、溶剂或沉积晶体发生静电吸引、配位或特征吸附等作用,能够进一步调控涂层的种类和形态;控制气氛可有效防止空气中CO2对涂层物相产生影响;进一步通过电场、温度、磁场、超声波和沉积时间的调控,可以优化涂层的结构形态和性能。最后,阐述了钛合金表面电沉积钙磷涂层技术的现存问题,并对其未来发展方向做了展望。

关键词:钛合金;电化学沉积;钙磷涂层;羟基磷灰石;磷酸氢钙

图文导读:


结论与展望:
电沉积是钛基植体表面钙磷涂层制备的一种低温合成技术,具有涂层制备均匀、致密度高和物相形态可控等优势,有望替代传统等离子喷涂技术,实现在复杂形态植体表面钙磷活化涂层的均匀化、致密化制备。但与等离子喷涂相比,目前电沉积涂层与基体的结合能力仍显不足。为了进一步精确调控钛基植体表面电沉积钙磷涂层的形态结构和性能,促进电沉积钙磷涂层技术的临床转化,本文系统阐述了近年来电解液配方和电沉积工艺参数对钙磷涂层物相组成、形貌结构及性能的影响,并对电沉积钙磷涂层机理进行了简述。近年来,科研人员通过添加剂、气氛、电场、温场、磁场和超声波等条件调控,涂层与基体的结合能力已有显著提升,未来通过工艺条件的进一步研究和优化,将有望实现涂层与基体的高效结合,促进电沉积钛基植体表面钙磷涂层的临床应用。此外,电沉积技术还可实现涂层的纳米化和有机/无机复合化,将进一步提升涂层的骨诱导、抗菌、抗感染和抗肿瘤等生物活性功能特性,相信随着人们对电沉积钙磷涂层研究的不断深入,不久将来钛基植体电沉积钙磷涂层技术便可造福人类。

文章信息:

该文章发表在《表面技术》第53卷第18期。

引文格式:伍登骏, 吴松全, 杨义, 等. 钛合金钙磷涂层电沉积技术研究进展[J]. 表面技术, 2024, 53(18): 16-30.

WU Dengjun, WU Songquan, YANG Yi, et al. Research Progress in Electrodeposition Technology of Medical Titanium Alloy Calcium Phosphorus Coating[J]. Surface Technology, 2024, 53(18): 16-30.

DOI:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.18.002


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编辑 | 邓李旸

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审核|汪  潇

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