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模具工业
宽带激光熔覆含氧化钐梯度生物陶
瓷涂层及其生物活性和细胞相容性
朱益志 ,肖明 ,刘其斌 ,罗先游 ,吴开富 ,戴昭波
(1.贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳,550003)
(2.贵州省材料结构与强度重点实验室,贵州贵阳,550003)
摘要:为 了较好地消除激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之 间的热应力,提高涂层与基材之间的结合强度 ,
采用梯度设计思想,利用宽带激光熔覆技术,在钛合金表面制备既具有生物力学性能,又具有生物活性的生物陶
瓷涂层材料 。使用OM、XRD、sEM等现代分析测试手段 ,探究Sm:O添加量对HA+p—TcP生成数量的影响规
律;通过SBF溶液浸泡实验,研究含Sm:O涂层的生物活性;并从细胞生物学水平对生物陶瓷复合涂层的细胞相容
性进行考察 ,最后获得稀土涂层与生物活性的本质规律 。结果表明 :梯度生物陶瓷复合涂层分为基材 、合金化层
以及生物陶瓷层三个层次,且各梯度层的结合界面均为 良好的化学冶金结合。稀土氧化物Sm O,在宽带激光熔覆
生物陶瓷过程巾具有催化合成HA+B—TCP的作用 ,当Sm2O3含量为0.2wt%时,催化合成I~HA+B—TCP的数量最
多。当Sm:O的添加量为0.2wt%时,涂层表面形成类骨磷灰石数量最多;且经14天浸泡后的涂层明显比7天形成的
类骨磷灰石数量多。含稀土氧化物Sm:O的涂层对成骨肿瘤细胞无毒副作用。梯度活性陶瓷涂层表面的钙磷基活
性陶瓷相数量影响着成骨肿瘤细胞的增殖 ,当Sm:O的添加量为0.2wt%时,具有最高的细胞增殖效果 。
关键词 :宽带激光熔覆 ;梯度设计 ;含氧化钐生物陶瓷涂层 ;模拟体液 ;细胞相容性
TheBiocom patibility and Bioactivity ofDifferent
Sm 20 3Contentsbiocerem ic gradientcoating byw idem
一 一 一
band lasercladding
ZhuYizhil,XiaoMinl,LiuQibinl,2,LuoXianyoul,WuKaiful,DaiZhaobol
(1.CollegeofMaterialsandMetallurgy,GuizhouUniversity,Guiyang550003,china)
(2.GuizhouKeyLaboratoryforMicrostructureandStrengthofMaterials,Guiyang550003,china)
Abstract:Inordertoelim inatethethermalstressduringlasercladdingand toraisebondingstrengthbetween
substrateand coating,designed a kind ofgradientcoating ,thebioceramicgradientcoatingwith biom echanical
propertiesandbiologicalactivityonsurfaceoftiallloywasprepared byusingwide-bandlasercladdingtechnique.
UsingOM ,XRD,SEM andothermodernmethods,researchingtheeffectofdiffrentSm2O1addfiononHA + B —
TCP,studingofthebioactivity ofSm2O3coatingthrough theSBF solutionsoakingexperiment,andthen studythe
cellcompatibilityonbioceramiccompositecoatingfrom cellbiologylevel,finallygetthelawsofnatureoftherare
earthcoatingand biologicalactivity.Theresear
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