水溶液中熱基板法によるチタン合金上への水酸アパタイトコーティング

水溶液热基底法在钛合金表面涂覆羟基磷灰石

基本信息

批准号：
13875139
负责人：
興戸正純
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではソフト水溶液プロセスとして水中熱基板法を開発した。本方法は,浸漬した金属基板のみの温度制御(加熱)を行うという新規なもので,基板のみに局所的エネルギーを与えて新たな界面反応を起こさせるものである。これにより,金属と水溶液界面に著しく大きな温度勾配を作ることができ,リン酸イオン,カルシウムイオン等を含む常温水溶液中に生体用チタン合金基板を用いることにより,この特殊な反応場のみに水酸アパタイトが生成され,電極上に膜が形成された。従来の溶射法などによる成膜法と異なり,常温常圧プロセスによる成膜法である点が特徴的である。生体活性な水酸アパタイトコーティングが極めて速い速度(10μm/min以上)で作製可能であることを見いだした.CaCl_2を7mM(M=モル/L), Ca(H_2PO_4)_2を3mMからなる溶液をpH6に調整し,基板温度を50℃以上とした場合,六角針状の水酸アパタイトが析出した。また,CaCl_2濃度を0.7mM, Ca(H_2PO_4)_2濃度を0.3mMの溶液をpH8に調整した水溶液中において,150℃で20分間,熱基板法を用いると,微細な六角針状の水酸アパタイトを緻密に生成させることができた。この水酸アパタイト皮膜は,擬似生体液中(SBF)におけるin vitro試験において,SBF中で新たに生成した水酸アパタイトによる被覆が最も早くみられた。

在这项研究中，水下热底物方法是作为软性水溶液过程开发的。该方法是一种新的方法，其中仅在浸入的金属底物上进行温度控制（加热），并且单独将局部能量应用于底物以引起新的界面反应。这允许在金属和水溶液的界面上产生明显的温度梯度，并且通过在含有磷酸盐离子，钙离子等的室温水溶液中使用生物钛合金底物，仅在该特殊反应场中产生羟基磷灰石，并在电极上形成膜。与传统的膜形成方法（例如热喷涂）不同，这是一种事实，是一种使用正常温度和正常压力过程的膜形成方法。发现生物活性羟基磷灰石涂层可以以极快的速度（超过10μm/min）产生。当CaCl_2和3 mm的Ca（H_2PO_4）_2的7 mm（M = mol/L）的溶液调整为pH 6时，将底物温度设置为50°C或更高的六边形针头针状羟基磷灰石。此外，在CaCl_2浓度为0.7mm的水溶液中使用热底物方法，Ca（H_2PO_4）_2浓度为0.3mm至pH 8，精细的六边形针状羟基磷灰石能够以紧凑的方式形成。这种羟基磷灰石涂层在模拟生物流体（SBF）的体外测试中最快地被新形成的羟基磷灰石覆盖。