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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13875139/
• 关键词: 水酸アパタイト; 熱基板法; 常温常圧コーティング; 生体親和性; セラミックス; in vitro試験; SBF; 表面被覆; チタン基板; 機能性膜; 生体活性膜

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，我们开发了一种水下热基质方法作为软水溶液工艺。该方法是一种新颖的方法，其中仅控制（加热）浸没的金属基材的温度，并且仅将局部能量施加到基材上以引起新的界面反应。这使得可以在金属和水溶液的界面处产生显着大的温度梯度，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基材，羟基磷灰石被制备并在电极上形成膜。与热喷涂等传统的成膜方法不同，该方法的独特之处在于它是利用常温常压工艺的成膜方法。我们发现生物活性羟基磷灰石涂层可以以极高的速度（超过10μm/min）制备。在pH 6下制备由7mM CaCl_2（M=mol/L）和3mM Ca(H_2PO_4)_2组成的溶液。将基材温度调节至50℃以上，析出六方针状羟基磷灰石。另外，在CaCl_2浓度为0.7mM、Ca(H_2PO_4)_2浓度为0.3mM、pH值为8的水溶液中，采用热底物法，在150℃下反应20分钟，形成了细小的六方针状羟基磷灰石。能够被精确地生成。在模拟生物液体（SBF）中进行的体外测试中，观察到这种羟基磷灰石薄膜最早被SBF中新生成的羟基磷灰石所包覆。

项目成果

K. Kuroda: "Hydroxyapatite Coating on Titanium by Thermal Substrate Method in Aqueous Solution,,"Journal of Biomedical Materials Research. 59. 390-397 (2002)

K. Kuroda：“在水溶液中通过热基质法在钛上进行羟基磷灰石涂层”，《生物医学材料研究杂志》。

K.Kuroda et al.: "Hydroxyapatite Coating on Titanium by Thermal Substrate Method in Aqueous Solution"J. Biomed. Mater. Res.. 59(2). 390-397 (2002)

K.Kuroda 等：“在水溶液中通过热基质法在钛上涂覆羟基磷灰石”J。

K.Kuroda et al.: "Preparation of Calcium Phosphate coating on Titanium Using the Thermal Substrate Method and their in vitro Evaluation"Mater. Trans.. 43(12). 3015-3019 (2002)

K.Kuroda 等人：“使用热基材法在钛上制备磷酸钙涂层及其体外评价”材料。

M.Okido et al.: "Hydroxyapatite coating on titanium by means of thermal substrate method in aqueous solutions"Solid state Ionics. 150(11). 47-52 (2002)

M.Okido 等人：“通过水溶液中的热基质方法在钛上涂覆羟基磷灰石”固态离子学。

K.Kuroda et al.: "Effect of Ion Concentration and PH on Hydroxyapatite Deposition from Aqueous Solution onto Titanium by the thermal Substrate Method"J. Biomed. Mater. Res.. 61(3). 354-359 (2002)

K.Kuroda 等人：“离子浓度和 PH 值对通过热基底法从水溶液中在钛上沉积羟基磷灰石的影响”J。