两步电化学沉积方法在金属钛表面沉积荆棘状微纳结构羟基磷灰石涂层

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本文采用两步电化学方法在金属纯钛表面沉积具有特殊形貌的荆棘状微纳羟基磷灰石涂层(THA),并对该涂层制备过程和形成机理进行了系统的研究。采用各种方法分别对THA的形貌、成分及结构进行表征:使用扫描电子显微镜(FESEM)显示了THA的微纳荆棘形貌;采用电子能谱仪(EDX)、X射线衍射法(XRD)以及红外光谱(FTIR-GIR)证实了涂层羟基磷灰石成分;通过透射电子显微镜(TEM)确定了THA由羟基磷灰石构成,并明晰了荆棘状形貌是由单晶与多晶两种不同的微观结构构成。进一步使用FESEM等表征手段,分析THA形貌形成的原因与机理。结果表明第二步电化学沉积中,高的电解液浓度、高的沉积电压以及相对低的沉积温度均对THA特殊形貌的形成产生影响。除此之外,在电解液中柠檬酸钠辅助下羟基磷灰石通过介晶自组装形式在已形成的棒状结构基础上继续生长,是最终形成荆棘状微纳形貌的关键元素。体外钙离子释放实验与表面接触角测试结果表明,特殊的荆棘状微纳级形貌与结构,改变并提升了原本棒状羟基磷灰石(RHA)涂层的物理化学性质,使THA涂层表现出优异的浸润性与快速适当的钙离子释放速率,更加有利于其自身生物学性能的提升。ALP与OC实验结果也进一步证实了涂层具有优越的生物学性能。
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