專利名稱：液相熱噴涂制備生物活性玻璃涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，具體涉及液相熱噴涂制備生物活性玻璃涂層的方法。
背景技術(shù)：
生物活性玻璃最早是由美國佛羅里達大學Hench等1971年開發(fā)研究出來的L. L. Hench， R J Splinter, W C Allen. ， J. Biomed. Mater. Res. Symp. ， 1971， (2): 117 141.。由于
生物活性玻璃生物活性高，與骨和軟組織都有良好的結(jié)合，作為人工骨材料長期植入體內(nèi)是 安全穩(wěn)定的，在骨科、牙科、耳等部位的傷害均可進行修復治療，以至康復，具有可觀的應 用前景L丄.Hench， Bioceramics， J. Am， Ceram. Soc. ， 1998， (81) : 1705 1728.。目前 生物活性玻璃已通過美國食品與藥物管理局(FDA)的認證。然而，生物活性玻璃存在著脆 性大、韌性低、機械強度不足的缺點，從而制約了它的應用。在鈦及鈦合金表面涂覆生物活 性玻璃涂層是改善醫(yī)療植入器械表面生物活性的主要方法之一，它綜合了鈦及鈦合金良好的 機械性能和生物活性玻璃良好的生物相容性、生物活性、骨傳導性和骨誘導性，在臨床上廣 泛用于骨替代及缺損修復。
在鈦及鈦合金表面涂覆生物活性玻璃涂層的方法有很多，如粉末冶金燒結(jié)法、酸堿處 理法、激光熔覆法、脈沖激光沉積法、磁控濺射法、電泳沉積法、溶膠-凝膠法和粉末等離 子噴涂法等，其中溶膠-凝膠法和粉末等離子噴涂法是目前最為常用和廣為研究的方法。溶 膠-凝膠法中，首先將有機醇鹽水解，然后加入無機鹽溶液制得溶膠，溶膠陳化一段時間后 ，將溶膠涂覆到預先處理好的作為基底的鈦及鈦合金上，再將涂好溶膠的基底在一定溫度下 烘干，然后重復涂覆-烘干，最后將其在一定溫度下燒結(jié)制得生物活性玻璃涂層L.D. Piveteau， M.I. Girona， L. Schlapbach， et al. ， Materials Science : Materials in Medicine, 1999,(10): 161-167。粉末等離子噴涂法是熱噴涂方法中的一種。在粉末等離 子噴涂法中，對噴涂用粉末原料的制備有較高的要求，首先采用熔融-冷卻法或者溶膠-凝膠 法制備生物活性玻璃塊體或粉末，再將塊體或粉末進行粉碎、球磨、分篩以制備粉末等離子 噴涂所用的噴涂原料，然后將制得的粉末原料裝入等離子噴涂設備特定的給料機構(gòu)中，粉末 原料在壓力的作用下經(jīng)過管道傳送至等離子噴槍旁的粉末噴嘴，最后從粉末噴嘴直接噴射到 等離子體火焰中，在高溫等離子體火焰中迅速熔融并沉積到作為基底的鈦及鈦合金上形成生 物活性玻璃涂層T. M. Lee， E. Chemg， et. al. ， Surface and Coatings Technology，1996， (79):170 -177。
溶膠-凝膠法制備生物活性玻璃涂層反應溫度低，反應過程易于控制，制品的均勻度、 純度高，化學計量準確，易于改性，摻雜的范圍寬，所制得的涂層生物活性高。然而，溶膠 -凝膠法制備生物活性玻璃涂層處理過程時間較長，所得涂層厚度很薄，多在10微米左右， 且涂層易產(chǎn)生開裂，涂層與基底結(jié)合強度低，而且工藝復雜，生產(chǎn)效率低，不適合規(guī)?；?產(chǎn)。粉末等離子噴涂法是目前國內(nèi)外應用最為廣泛的方法之一，也是迄今唯一取得成功的商 業(yè)化技術(shù)，用這種方法制備生物活性玻璃涂層噴涂效率高，涂層厚度可以控制，涂層與基底 結(jié)合強度高。然而噴涂對所用的生物玻璃粉末原料要求較高，多采用熔融-冷卻法，首先將 各成分氧化物混合在一起在高溫下熔融，再經(jīng)快速冷卻制得生物活性玻璃塊體或粉末，最后 將塊體或粉末進行粉碎、球磨、分篩以制備粉末等離子噴涂所用的噴涂原料，制備工藝繁復 ，制備時間較長，因而生產(chǎn)效率較低，成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的粉末噴涂法中粉末原料制備過程復雜、周期長的缺陷，和 溶膠-凝膠等濕化學法中制備涂層厚度薄、生產(chǎn)效率低的缺點，提出一種制備生物活性玻璃 涂層的新方法。
該方法包括以下步驟
a、 準備液態(tài)生物活性玻璃先驅(qū)液；
b、 使用液態(tài)生物活性玻璃先驅(qū)液進行熱噴涂，沉積到作為基底的生物醫(yī)用材料的表面 形成生物活性玻璃涂層。
其中，上述方法步驟a中的生物活性玻璃先驅(qū)液由以下配比的組分組成 按折合成氧化物質(zhì)量含量為SiO2 30 60wt%， P205 l 40wt%， CaO 20 45wt%， Na20 0
25wt%， MgO 0 20wt%， AI2O3 0 3wt%， K20 0 8wt%， CaF2 0 15wto/o分另糧取硅源、磷
源、鈣源、鈉源、鎂源、鋁源、鉀源、氟源；
按照摩爾比為硅源乙醇=1: 2 5，硅源H20 =1: 4 8分別量取乙醇和去離子水； 按照質(zhì)量比為鈣源H20=1: 1 2，鈉源H20=1: 1 2，鎂源H20 =1: 1 2，鋁源
H20=1: 1.5 2，鉀源H20=1: 3 5，氟源H20=1: 1 2分別量取去離子水。 其中，上述液態(tài)生物活性玻璃先驅(qū)液按下述方法制備而成
① 將量取好的硅源和乙醇混合并攪拌均勻，然后加入去離子水；
② 調(diào)節(jié)pH值至l 3，硅源水解形成溶膠，溶液完全澄清后攪拌均勻；③ 加入磷源并攪拌均勻；
④ 將鈣源、鈉源、鎂源、鋁源、鉀源和氟源分別加入到去離子水中，完全溶解后加入 到水解好的溶膠中，攪拌均勻后即制得熱噴涂所用的酸性生物活性玻璃先驅(qū)液。
其中，上述液態(tài)生物活性玻璃先驅(qū)液按下述方法制備而成
① 將量取好的硅源和乙醇混合并攪拌均勻，然后加入去離子水；
② 調(diào)節(jié)pH值至9 11，硅源水解形成懸浮液，溶液完全渾濁后攪拌均勻；
③ 加入磷酸三乙酯并攪拌5 10min;
④ 將鈣源、鈉源、鎂源、鋁源、鉀源和氟源分別加入到去離子水中，完全溶解后加入 到水解好的懸浮液中，攪拌均勻后即制得熱噴涂所用的堿性生物活性玻璃先驅(qū)液。
其中，上述硅源為正硅酸乙酯、三甲基硅醇、三乙基硅醇或四氯化硅中的至少一種； 其中，上述磷源為磷酸三乙酯、磷酸韓、磷酸鈉、磷酸氫韓、磷酸氫鈉、磷酸鉀或磷酸 氫鉀中的至少一種；
其中，上述韓源為硝酸韓、而應包括氯化韓、碳酸氫韓、硫酸韓、硫酸氫韓、磷酸韓或
磷酸氫鈣中的至少一種；
其中，上述鈉源為硝酸鈉、氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、硫酸鈉、硫酸氫鈉、磷酸鈉或
磷酸氫鈉中的至少一種；
其中，上述鎂源為硝酸鎂、氯化鎂、碳酸氫鎂、硫酸鎂或硫酸氫鎂中的至少一種；
其中，上述鋁源為硝酸鋁、氯化鋁、硫酸鋁或硫酸氫鋁中的至少一種；
其中，上述鉀源為硝酸鉀，而應包括氯化鉀，碳酸鉀，碳酸氫鉀，硫酸鉀，硫酸氫鉀，
氯酸鉀，次氯酸鉀，磷酸鉀或磷酸氫鉀中的至少一種；
其中，上述氟源為氟化銨、氟化氫銨或氟化氫中的至少一種。
其中，上述方法步驟a中的組分優(yōu)選為硅源為正硅酸乙酯；磷源為磷酸三乙酯；鈣源 為硝酸鈣；鈉源為硝酸鈉；鎂源為硝酸鎂；鋁源為硝酸鋁；鉀源為硝酸鉀；氟源為氟化銨。
其中，上述制備生物活性玻璃涂層的方法，其特征在于步驟b中所述的熱噴涂為等離 子噴涂、超音速火焰熱噴涂、電弧熱噴涂、氣體爆炸熱噴涂或氧乙炔火焰熱噴涂。
其中，上述步驟b中的熱噴涂為等離子噴涂，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料用50 200微 米小直徑導管以直線型射流的方式，直接徑向注入等離子火焰中心的高溫區(qū)域。
進一步的，上述步驟b中的等離子噴涂時等離子噴槍口與作為基底的生物醫(yī)用材料表面 之間的距離為10 25cm。所述步驟b中等離子噴涂的功率為24 60KW。
其中，上述作為基底的生物醫(yī)用材料為生物醫(yī)用鈦，或生物醫(yī)用鈦合金，或生物醫(yī)用不銹鋼，或生物醫(yī)用鈷基合金，或其它生物醫(yī)用金屬材料，或含金屬的生物醫(yī)用復合材料，或 生物醫(yī)用陶瓷材料，或含陶瓷的生物醫(yī)用復合材料。
本發(fā)明方法中，首先用濕化學法制得溶膠或懸浮液，再將溶膠或懸浮液直接作為噴涂原 料傳送到等離子火焰中，經(jīng)過液態(tài)原料在高溫下的細化、蒸發(fā)、燃燒、分解、熔融等一系列 過程并沉積到作為基底的生物醫(yī)用材料形成生物活性玻璃涂層。本發(fā)明方法中作為基底的生 物醫(yī)用材料為生物醫(yī)用鈦，或生物醫(yī)用鈦合金，或生物醫(yī)用不銹鋼，或生物醫(yī)用鈷基合金， 或其它生物醫(yī)用金屬材料，或含金屬的生物醫(yī)用復合材料，或生物醫(yī)用陶瓷材料，或含陶瓷 的生物醫(yī)用復合材料。材料的選擇以能承受等離子噴涂時的溫度為宜。
本發(fā)明方法中制備先驅(qū)液所使用的硅源應不限于正硅酸乙酯，而應包括三甲基硅醇，三 乙基硅醇，四氯化硅等其它含硅有機物或無機物；磷源應不限于磷酸三乙酯，而應包括亞磷 酸三乙酯，磷酸鈣，磷酸鈉，磷酸氫鈣，磷酸氫鈉，磷酸鉀，磷酸氫鉀等其它含磷有機物或 無機物；鈣源應不限于硝酸鈣，而應包括氯化鈣，碳酸氫鈣，硫酸鈣，硫酸氫鈣，磷酸鈣， 磷酸氫鈣等其它含鈣無機物；鈉源應不限于硝酸鈉，而應包括氯化鈉，碳酸鈉，碳酸氫鈉， 硫酸鈉，硫酸氫鈉，磷酸鈉，磷酸氫鈉等其它含鈉無機物；鎂源應不限于硝酸鎂，而應包括 氯化鎂，碳酸氫鎂，硫酸鎂，硫酸氫鎂等其它含鎂無機物；鋁源應不限于硝酸鋁，而應包括 氯化鋁，硫酸鋁，硫酸氫鋁等其它含鋁無機物；鉀源應不限于硝酸鉀，而應包括氯化鉀，碳 酸鉀，碳酸氫鉀，硫酸鉀，硫酸氫鉀，氯酸鉀，次氯酸鉀，磷酸鉀，磷酸氫鉀等其它含鉀無 機物；氟源應不限于氟化銨，而應包括氟化氫銨，氟化氫等其它含氟無機物。本發(fā)明中制備 酸性先驅(qū)液時調(diào)節(jié)pH值的酸不限于硝酸，而可使用氫氟酸，鹽酸，硫酸，醋酸等其它酸；制 備堿性先驅(qū)液時調(diào)節(jié)pH值的堿不限于氨水，可使用氫氧化鈉，氫氧化鉀等其它堿。
本發(fā)明方法結(jié)合了粉末等離子噴涂法和溶膠-凝膠法的優(yōu)點并克服了其相應缺點，它大 大簡化了粉末等離子噴涂中繁瑣的粉末原料制備過程及相對高昂的成本，而且縮短了溶膠-凝膠法中漫長的處理時間及克服了溶膠-凝膠法制備涂層很薄的弱點，具有工藝簡單，生產(chǎn) 效率高的優(yōu)點，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體來說，本發(fā)明方法采用等離子噴涂時可按以下步驟進行 (1)生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料的制備
a)、首先按照不同生物活性玻璃組成折合成氧化物質(zhì)量含量Si02 30 60wt%， P205 l 40wt%， Ca020 45wt%， Na20 0 25wt%， MgO 0 20wt%， A1203 0 3wt%， K20 0 8wt%， CaF2 0 15wt。/。分別量取正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯(TEP)、硝酸鈣(Ca(N03)2* 4H20)、硝酸鈉(NaN03)、硝酸鎂(Mg (N03) 2 6H20)、硝酸鋁(Al (N03) 3 9H20)、硝酸鉀(KN03)、氟化銨(NH4F)，按照摩爾比為TEOS:乙醇(EtOH) =1: 2 5， TE0S:去離子 水0120)=1: 4 8分別量取乙醇和去離子水，按照質(zhì)量比為Ca(N03)2 4H20: H20=1: 1 2， NaN03: H20=1: 1 2， Mg (N03) 2 6H20=1: 1 2， Al (N03) 3 9H20: H20=1: 1. 5 2， KN03: H20=1: 3 5， NH4F: H20=1: 1 2量取去離子水;
b) 、將量取好的正硅酸乙酯和乙醇混合并置于磁力攪拌器上攪拌，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為350 700轉(zhuǎn)/分，攪拌5 10min后加入去離子水；
c) 、加入硝酸調(diào)節(jié)PH值至1 3，溶液完全澄清后繼續(xù)攪拌10 20min; 或者
加入氨水調(diào)節(jié)PH值至9 11，溶液完全渾濁后繼續(xù)攪拌10 20min;
e) 、加入磷酸三乙酯并攪拌5 10min;
f) 、將硝酸鈣、硝酸鈉、硝酸鎂、硝酸鋁、硝酸鉀和氟化銨加入到去離子水中，完全 溶解后加入到水解好的溶膠或懸浮液中，攪拌20 30 min后即制得等離子噴涂所用的生物活 性玻璃先驅(qū)液；
(2) 生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料的傳輸及注入 利于電子蠕動泵作為液體原料傳輸?shù)膭恿ρb置，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速為5 20轉(zhuǎn)/分，將生物
活性玻璃先驅(qū)液用直徑為3 8mm的導管傳輸?shù)降入x子噴槍口的注入裝置中，注入裝置采用 50 200微米小直徑導管以直線型射流的方式，將生物活性玻璃液體先驅(qū)液直接徑向注入等 離子火焰中心的高溫區(qū)域；
(3) 液相等離子噴涂及生物活性玻璃涂層的生成 調(diào)節(jié)等離子噴涂功率為24 60KW，等離子噴槍口與作為基底的生物醫(yī)用材料之間的
距離為10 25cm，噴涂次數(shù)為5 15次，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料通過步驟(1)制備 ，步驟(2)傳輸及注入，最后以一定的速度射入到高溫等離子火焰中，經(jīng)過液態(tài)原料在高 溫下的細化、蒸發(fā)、燃燒、分解、熔融等一系列過程并沉積到作為基底的生物醫(yī)用材料表面 形成生物活性玻璃涂層。
本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益技術(shù)效果
1、 本發(fā)明方法采用熱噴涂技術(shù)制備生物玻璃涂層，直接將制得的溶膠或懸浮液液體原 料在高溫下的細化、蒸發(fā)、燃燒、分解、熔融等一系列過程并沉積到醫(yī)用金屬基底表面形成 生物活性玻璃涂層；與溶膠-凝膠法相比，省略了漫長的陳化時間，縮短了繁瑣的熱處理過 程，提高了生產(chǎn)效率。
2、 本發(fā)明方法采用液相溶膠或懸浮液作為熱噴涂的原料，其原料的制備與粉末熱噴涂相比，省略了氧化物原料的高溫熔融、快速冷卻制得生物活性玻璃塊體或粉末，及塊體或粉 末原料的粉碎、球磨、分篩等一系列繁瑣的工藝環(huán)節(jié)，極大地提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn) 成本?，F(xiàn)有的制備生物玻璃涂層的凝膠溶膠法必須要制備成溶膠后才能制備涂層，而使用本 發(fā)明方法，既可以將原料制成溶膠后使用，也可以將原料制成懸浮液使用，更加方便快捷。
3、 本發(fā)明方法采用液相熱噴涂法制備生物玻璃涂層，所制得的涂層與溶膠-凝膠法制得 的涂層相比，涂層較厚，可達100 300ym及更高，而溶膠-凝膠法制得的涂層一般為10 30ym，因此生產(chǎn)效率得到了極大的提高，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
4、 本發(fā)明方法所制得的涂層與溶膠-凝膠法制得的涂層相比，涂層結(jié)合牢固，涂層不會 開裂，且不易引入雜質(zhì)，制得的涂層純度較高，提高了涂層的質(zhì)量。
5、 本發(fā)明的液相熱噴涂過程中采用蠕動泵或壓力罐作為傳輸裝置，并用3 8毫米的導 管直接將液相原料傳輸?shù)阶⑷胙b置，并利用50 200微米小直徑導管將原料注入高溫區(qū)域中 ，與現(xiàn)有粉末熱噴涂法采用的氣壓粉末傳輸裝置相比，使用液相先驅(qū)液傳輸裝置設備簡單， 操作簡潔，流量控制精確，能進一步提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。


圖l為本發(fā)明的工藝流程示意圖2為實施例2制備的生物活性玻璃涂層的100倍掃描電鏡(SEM)圖像； 圖3為實施例2制備的生物活性玻璃涂層的100000倍SEM圖像；
圖4為實施例2制備的生物活性玻璃涂層在人體模擬體液(SBF)中浸泡7天后的SEM圖像
圖5為實施例2制備的生物活性玻璃涂層的X射線衍射(XRD)圖譜；圖譜中的結(jié)晶峰為基底 材料鈦(Ti)的結(jié)晶相，涂層主要是由無定形相組成。
圖6為實施例2制備的生物活性玻璃涂層在SBF中浸泡7天后的XRD圖譜。
具體實施例方式
下面通過實施例，進一步闡明本發(fā)明實質(zhì)性的特點和顯著的進步，但本發(fā)明的內(nèi)容絕非 限于實施例中所涉及的內(nèi)容。
本發(fā)明液相等離子噴涂法制備生物活性玻璃涂層，依次按照工藝流程圖l進行，包括以 下主要的工藝步驟
(1)生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料的制備；(2 )生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料的傳輸及注入； (3)液相等離子噴涂及生物活性玻璃涂層的生成。 實施例l:
首先按照折合成氧化物質(zhì)量含量Si02 30wt%， P205 20%， CaO 30wt%， Na20 20wt%，分別 量取正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯(TEP)、硝酸鈣(Ca(N03)2 4H20)、硝酸鈉( NaN03)，按照摩爾比為TEOS: EtOH=l : 2， TEOS: H20=1 : 8分別量取乙醇和去離子水，按照 質(zhì)量比為Ca(N03)2 4H20 : H20=1 : 2， NaN03: H20=1 : 1，量取去離子水；將量取好的正硅酸 乙酯和乙醇混合并置于磁力攪拌器上攪拌，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為350轉(zhuǎn)/分，攪拌5min后加入去離子水 ，加入硝酸調(diào)節(jié)PH值至2，溶液完全澄清后繼續(xù)攪拌10min;加入磷酸三乙酯并攪拌5min;將 硝酸鈣、硝酸鈉加入到去離子水中完全溶解后加入到水解好的溶膠中，攪拌20 min后即制得 等離子噴涂所用的生物活性玻璃先驅(qū)液。
利于電子蠕動泵作為液體原料傳輸?shù)膭恿ρb置，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速為5轉(zhuǎn)/分，將生物活性 玻璃先驅(qū)液用直徑為3mm的導管傳輸?shù)降入x子噴槍口的注入裝置中，注入裝置采用50微米小 直徑導管以直線型射流的方式，將生物活性玻璃液體先驅(qū)液直接徑向注入等離子火焰中心的 高溫區(qū)域。
調(diào)節(jié)等離子噴涂功率為24KW，等離子噴槍口與醫(yī)用金屬基底之間的距離為10cm，噴涂 次數(shù)為5次，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料在高溫等離子火焰中，經(jīng)過液體的燃燒、蒸發(fā)、 快速凝膠、熔融并沉積到作為基底的生物醫(yī)用鈦合金表面形成生物活性玻璃涂層。
實施例2:
首先按照折合成氧化物質(zhì)量含量SiO2 45wt%， P205 6wt%， Ca024. 5wt%， Na20 24. 5wt%， 分別量取正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯(TEP)、硝酸鈣(Ca(N03)2 4H20)、硝酸鈉( NaN03)，按照摩爾比為TEOS: EtOH=l: 3， TEOS: H20=1: 7分別量取乙醇和去離子水，按 照質(zhì)量比為Ca(N03)2 4H20: H20=1: 1， NaN03:H20=l: 2，量取去離子水；將量取好的正硅 酸乙酯和乙醇混合并置于磁力攪拌器上攪拌，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分，攪拌6min后加入去離子 水；加入氨水調(diào)節(jié)PH值至IO，溶液完全渾濁后繼續(xù)攪拌llmin;加入磷酸三乙酯并攪拌6min ;將硝酸鈣、硝酸鈉加入到去離子水中，完全溶解后加入到水解好的懸浮液中，攪拌21 min后即制得等離子噴涂所用的生物活性玻璃先驅(qū)液。
利于電子蠕動泵作為液體原料傳輸?shù)膭恿ρb置，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速為6轉(zhuǎn)/分，將生物活性 玻璃先驅(qū)液用直徑為4mm的導管傳輸?shù)降入x子噴槍口的注入裝置中，注入裝置采用60微米小直徑導管以直線型射流的方式，將生物活性玻璃液體先驅(qū)液直接徑向注入等離子火焰中心的 高溫區(qū)域。
調(diào)節(jié)等離子噴涂功率為36KW，等離子噴槍口與醫(yī)用金屬基底之間的距離為12cm，噴涂 次數(shù)為10次，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料在高溫等離子火焰中，經(jīng)過液體的燃燒、蒸發(fā)、 快速凝膠、熔融并沉積到生物醫(yī)用鈦表面形成生物活性玻璃涂層。
實施例3:
首先按照折合成氧化物質(zhì)量含量SiO2 50wt%， P205 5wt%， Ca020wt%， Na20 20wt%， MgO 5wt%，分別量取正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯(TEP)、硝酸鈣(Ca(N03)2 4H20)、硝 酸鈉(Na歸、硝酸鎂(Mg(N03)2 6H20)，按照摩爾比為TEOS:EtOH=l: 4， TEOS: H20=1: 6分別量取乙醇和去離子水，按照質(zhì)量比為Ca(N03)2 4H20: H20=1: 1， NaN03: H20=1: 1， Mg(N03)2 6H20=1:2，量取去離子水；將量取好的正硅酸乙酯和乙醇混合并置 于磁力攪拌器上攪拌，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為450轉(zhuǎn)/分，攪拌7min后加入去離子水；加入硝酸調(diào)節(jié)PH值 至3，溶液完全澄清后繼續(xù)攪拌12min;加入磷酸三乙酯并攪拌7min;將硝酸鈣、硝酸鈉、硝 酸鎂加入到去離子水中，完全溶解后加入到水解好的溶膠中，攪拌22min后即制得等離子噴 涂所用的生物活性玻璃先驅(qū)液。
利于電子蠕動泵作為液體原料傳輸?shù)膭恿ρb置，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速為7轉(zhuǎn)/分，將生物活性 玻璃先驅(qū)液用直徑為5mm的導管傳輸?shù)降入x子噴槍口的注入裝置中，注入裝置采用70微米小 直徑導管以直線型射流的方式，將生物活性玻璃液體先驅(qū)液直接徑向注入等離子火焰中心的 高溫區(qū)域。
調(diào)節(jié)等離子噴涂功率為40KW，等離子噴槍口與醫(yī)用金屬基底之間的距離為14cm，噴涂 次數(shù)為15次，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料在高溫等離子火焰中，經(jīng)過液體的燃燒、蒸發(fā)、 快速凝膠、熔融并沉積到生物醫(yī)用不銹鋼表面形成生物活性玻璃涂層。
實施例4:
首先按照折合成氧化物質(zhì)量含量Si02 53. 9wt%， P205 1.7wt%， Ca021. 8wt%， Na20 22.6wt%，分別量取正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯(TEP)、硝酸鈣(Ca(N03) 2 4H20) 、硝酸鈉(Na歸，按照摩爾比為TEOS:EtOH=l: 5， TEOS: H20=1: 5分別量取乙醇和去 離子水，按照質(zhì)量比為Ca(N03)2 4H20: H20=1: 2， NaN03: H20=1: 1，量取去離子水；將量 取好的正硅酸乙酯和乙醇混合并置于磁力攪拌器上攪拌，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分，攪拌8min后加入去離子水；加入氨水調(diào)節(jié)PH值至9，溶液完全渾濁后繼續(xù)攪拌13min;加入磷酸三乙酯并 攪拌8min;將硝酸鈣、硝酸鈉加入到去離子水中，完全溶解后加入到水解好的懸浮液中，攪 拌23 min后即制得等離子噴涂所用的生物活性玻璃先驅(qū)液。
利于電子蠕動泵作為液體原料傳輸?shù)膭恿ρb置，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速為8轉(zhuǎn)/分，將生物活性 玻璃先驅(qū)液用直徑為6mm的導管傳輸?shù)降入x子噴槍口的注入裝置中，注入裝置采用80微米小 直徑導管以直線型射流的方式，將生物活性玻璃液體先驅(qū)液直接徑向注入等離子火焰中心的 高溫區(qū)域。
調(diào)節(jié)等離子噴涂功率為45KW，等離子噴槍口與醫(yī)用金屬基底之間的距離為16cm，噴涂 次數(shù)為14次，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料在高溫等離子火焰中，經(jīng)過液體的燃燒、蒸發(fā)、 快速凝膠、熔融并沉積到生物醫(yī)用鈷基合金表面形成生物活性玻璃涂層。
實施例5:
首先按照折合成氧化物質(zhì)量含量SiO2 46wt%， P205 lwt%， CaO 27wt%， Na20 15wt%， MgO 7wt%， K20 4wt%，分別量取正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯(TEP)、硝酸鈣(Ca(N03)2* 4H20)、硝酸鈉(Na歸、硝酸鎂(Mg(N03)2 6H20)、硝酸鉀(KN03)，按照摩爾比為 TEOS:EtOH=l: 4， TEOS: H20=1: 4分別量取乙醇和去離子水，按照質(zhì)量比為Ca(N03)2 4H20: H20=1: 1， NaN03: H20=1:2， Mg (N03) 2 6H20=1: 1， KN03: H20=1: 5，量取去離子7卞 ;將量取好的正硅酸乙酯和乙醇混合并置于磁力攪拌器上攪拌，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為550轉(zhuǎn)/分，攪拌 9min后加入去離子水；加入硝酸調(diào)節(jié)PH值至1，溶液完全澄清后繼續(xù)攪拌14min;加入磷酸三 乙酯并攪拌9min;將硝酸鈣、硝酸鈉、硝酸鎂、硝酸鉀加入到去離子水中，完全溶解后加入 到水解好的溶膠中，攪拌24 min后即制得等離子噴涂所用的生物活性玻璃先驅(qū)液。
利于電子蠕動泵作為液體原料傳輸?shù)膭恿ρb置，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速為9轉(zhuǎn)/分，將生物活性 玻璃先驅(qū)液用直徑為7mm的導管傳輸?shù)降入x子噴槍口的注入裝置中，注入裝置采用90微米小 直徑導管以直線型射流的方式，將生物活性玻璃液體先驅(qū)液直接徑向注入等離子火焰中心的 高溫區(qū)域。
調(diào)節(jié)等離子噴涂功率為50KW，等離子噴槍口與醫(yī)用金屬基底之間的距離為18cm，噴涂 次數(shù)為13次，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料在高溫等離子火焰中，經(jīng)過液體的燃燒、蒸發(fā)、 快速凝膠、熔融并沉積到生物醫(yī)用氧化鋯陶瓷表面形成生物活性玻璃涂層。
實施例6:首先按照折合成氧化物質(zhì)量含量Si02 60wt%， P205 4wt%， Ca020wt%， Na20 16wt%，分別 量取正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯(TEP)、硝酸鈣(Ca(N03)2 4H20)、硝酸鈉( NaN03)，按照摩爾比為TEOS: EtOH=l: 3， TEOS: H20=1: 5分別量取乙醇和去離子水，按 照質(zhì)量比為Ca(N03)2 4H20: H20=1: 1， NaN03: H20=1: 1，量取去離子水；將量取好的正硅 酸乙酯和乙醇混合并置于磁力攪拌器上攪拌，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分，攪拌10min后加入去離 子水；加入氨水調(diào)節(jié)PH值至ll，溶液完全渾濁后繼續(xù)攪拌15min;加入磷酸三乙酯并攪拌 10min;將硝酸鈣、硝酸鈉加入到去離子水中，完全溶解后加入到水解好的懸浮液中，攪拌 25 min后即制得等離子噴涂所用的生物活性玻璃先驅(qū)液。
利于電子蠕動泵作為液體原料傳輸?shù)膭恿ρb置，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速為10轉(zhuǎn)/分，將生物活 性玻璃先驅(qū)液用直徑為8mm的導管傳輸?shù)降入x子噴槍口的注入裝置中，注入裝置采用100微米 小直徑導管以直線型射流的方式，將生物活性玻璃液體先驅(qū)液直接徑向注入等離子火焰中心 的高溫區(qū)域。
調(diào)節(jié)等離子噴涂功率為55KW，等離子噴槍口與醫(yī)用金屬基底之間的距離為20cm，噴涂 次數(shù)為12次，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料在高溫等離子火焰中，經(jīng)過液體的燃燒、蒸發(fā)、 快速凝膠、熔融并沉積到生物醫(yī)用氧化鋁陶瓷表面形成生物活性玻璃涂層。
實施例7:
首先按照折合成氧化物質(zhì)量含量SiO2 40wt%， P205 2wt%， Ca030wt%， Na20 25wt%， A1203 3wt%，分別量取正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯(TEP)、硝酸鈣(Ca(N03) 2 4H20 )、硝酸鈉(Na歸、硝酸鋁(A1(N03)3 9H20)按照摩爾比為TEOS: EtOH=l: 2， TEOS: H20=1: 6分別量取乙醇和去離子水，按照質(zhì)量比為Ca(N03)2 4H20: H20=1: 1， NaN03: H20=1: 1， A1(N03)3 9H20: H20=1: 2，量取去離子水；將量取好的正硅酸乙酯和乙醇混合
并置于磁力攪拌器上攪拌，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為650轉(zhuǎn)/分，攪拌9min后加入去離子水；或者加入硝酸 調(diào)節(jié)PH值至1，溶液完全澄清后繼續(xù)攪拌16min;加入磷酸三乙酯并攪拌9min;將硝酸鈣、硝 酸鈉、硝酸鋁加入到去離子水中，完全溶解后加入到水解好的溶膠中，攪拌26 min后即制得 等離子噴涂所用的生物活性玻璃先驅(qū)液。
利于電子蠕動泵作為液體原料傳輸?shù)膭恿ρb置，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速為12轉(zhuǎn)/分，將生物活 性玻璃先驅(qū)液用直徑為7mm的導管傳輸?shù)降入x子噴槍口的注入裝置中，注入裝置采用120微米 小直徑導管以直線型射流的方式，將生物活性玻璃液體先驅(qū)液直接徑向注入等離子火焰中心 的高溫區(qū)域。調(diào)節(jié)等離子噴涂功率為60KW，等離子噴槍口與醫(yī)用金屬基底之間的距離為21cm，噴涂 次數(shù)為11次，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料在高溫等離子火焰中，經(jīng)過液體的燃燒、蒸發(fā)、 快速凝膠、熔融并沉積到生物醫(yī)用鈦表面形成生物活性玻璃涂層。
實施例8:
首先按照折合成氧化物質(zhì)量含量SiO2 30wt%， P205 40wt%， Ca026wt%， MgO 3wt%， CaF2 lwt。/。分別量取正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯(TEP)、硝酸鈣(Ca(N03)2 4H20)、硝酸 鎂(Mg(N03)2 6H20)、氟化銨(NH4F)，按照摩爾比為TEOS: EtOH=l: 3， TEOS: H20=1: 7分別量取乙醇和去離子水，按照質(zhì)量比為Ca(N03)2 4H20: H20=1: 1， Mg (N03) 2 6H20=1:
2， NH4F: H20=1: 2量取去離子水；將量取好的正硅酸乙酯和乙醇混合并置于磁力攪拌器上
攪拌，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)/分，攪拌8min后加入去離子水；加入氨水調(diào)節(jié)PH值至9，溶液完全 渾濁后繼續(xù)攪拌17min;加入磷酸三乙酯并攪拌8min;將硝酸鈣、硝酸鎂、氟化銨加入到去 離子水中，完全溶解后加入到水解好的懸浮液中，攪拌27 min后即制得等離子噴涂所用的生 物活性玻璃先驅(qū)液。
利于電子蠕動泵作為液體原料傳輸?shù)膭恿ρb置，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速為14轉(zhuǎn)/分，將生物活 性玻璃先驅(qū)液用直徑為6mm的導管傳輸?shù)降入x子噴槍口的注入裝置中，注入裝置采用140微米 小直徑導管以直線型射流的方式，將生物活性玻璃液體先驅(qū)液直接徑向注入等離子火焰中心 的高溫區(qū)域。
調(diào)節(jié)等離子噴涂功率為35KW，等離子噴槍口與醫(yī)用金屬基底之間的距離為23cm，噴涂 次數(shù)為9次，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料在高溫等離子火焰中，經(jīng)過液體的燃燒、蒸發(fā)、 快速凝膠、熔融并沉積到醫(yī)用生物醫(yī)用鈦合金表面形成生物活性玻璃涂層。
實施例9:
首先按照折合成氧化物質(zhì)量含量Si02 34wt%， P205 16. 2wt%， Ca044. 7wt%， MgO 4. 6wt%， CaF2 0. 5wt。/。分別量取正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯(TEP)、硝酸鈣( Ca(N03)2 4H20)、硝酸鎂(Mg (N03) 2 6H20)、氟化銨(NH4F)，按照摩爾比為TEOS: EtOH=l: 4， TEOS: H20=1: 8分別量取乙醇和去離子水，按照質(zhì)量比為Ca(N03)2 4H20: H20=1: 1， Mg(N03)2 6H20=1: 1， NH4F: H20=1: 2量取去離子水;將量取好的正硅酸乙酯和 乙醇混合并置于磁力攪拌器上攪拌，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為650轉(zhuǎn)/分，攪拌7min后加入去離子水；或者 加入硝酸調(diào)節(jié)PH值至2，溶液完全澄清后繼續(xù)攪拌18min;加入磷酸三乙酯并攪拌7min;將硝酸鈣、硝酸鎂、氟化銨加入到去離子水中，完全溶解后加入到水解好的溶膠中，攪拌28 min 后即制得等離子噴涂所用的生物活性玻璃先驅(qū)液。
利用電子蠕動泵作為液體原料傳輸?shù)膭恿ρb置，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速為16轉(zhuǎn)/分，將生物活 性玻璃先驅(qū)液用直徑為5mm的導管傳輸?shù)降入x子噴槍口的注入裝置中，注入裝置采用160微米 小直徑導管以直線型射流的方式，將生物活性玻璃液體先驅(qū)液直接徑向注入等離子火焰中心 的高溫區(qū)域。
調(diào)節(jié)等離子噴涂功率為38KW，等離子噴槍口與醫(yī)用金屬基底之間的距離為25cm，噴涂次 數(shù)為8次，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料在高溫等離子火焰中，經(jīng)過液體的燃燒、蒸發(fā)、快 速凝膠、熔融并沉積到生物醫(yī)用不銹鋼表面形成生物活性玻璃涂層。
實施例10:
首先按照折合成氧化物質(zhì)量含量SiO2 40wt%， P205 10wt%， Ca030wt%， Na20 5wt%， MgO 3wt%， K20 2wt%，分別量取正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯(TEP)、硝酸鈣(Ca(N03)2* 4H20)、硝酸鈉(Na歸、硝酸鎂(Mg(N03)2 6H20)、硝酸鋁(Al (N03) 3 9H20)、硝酸 鉀(KN03)、氟化銨(NH4F)，按照摩爾比為TEOS:EtOH=l: 5， TEOS: H20=1: 7分別量取 乙醇和去離子水，按照質(zhì)量比為Ca(N03)2 4H20: H20=1: 1， NaN03: H20=1: 2， Mg(N03)2' 6H20=1: 2，KN03: H20=1: 3，量取去離子水；將量取好的正硅酸乙酯和乙醇混合并置于磁 力攪拌器上攪拌，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分，攪拌6min后加入去離子水；加入氨水調(diào)節(jié)PH值至 10，溶液完全渾濁后繼續(xù)攪拌19min;加入磷酸三乙酯并攪拌6min;將硝酸鈣、硝酸鈉、硝 酸鎂、硝酸鉀加入到去離子水中，完全溶解后加入到水解好的懸浮液中，攪拌29 min后即制 得等離子噴涂所用的生物活性玻璃先驅(qū)液。
利于電子蠕動泵作為液體原料傳輸?shù)膭恿ρb置，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速為18轉(zhuǎn)/分，將生物活 性玻璃先驅(qū)液用直徑為4mm的導管傳輸?shù)降入x子噴槍口的注入裝置中，注入裝置采用180微米 小直徑導管以直線型射流的方式，將生物活性玻璃液體先驅(qū)液直接徑向注入等離子火焰中心 的高溫區(qū)域。
調(diào)節(jié)等離子噴涂功率為42KW，等離子噴槍口與醫(yī)用金屬基底之間的距離為llcm，噴涂 次數(shù)為7次，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料在高溫等離子火焰中，經(jīng)過液體的燃燒、蒸發(fā)、 快速凝膠、熔融并沉積到生物醫(yī)用鈷基合金表面形成生物活性玻璃涂層。
實施例ll:首先按照折合成氧化物質(zhì)量含量Si02 44. 3wt%， P205 11.2wt%， Ca031. 9wt%， Na20 4. 6wt%， MgO 2. 8wt%， K20 0. 2wt%， CaF2 5wt。/。分別量取正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯( TEP)、硝酸鈣(Ca(N03)2 4H20)、硝酸鈉(Na歸、硝酸鎂(Mg (N03) 2 6H20)、硝酸鉀
(KN03)、氟化銨(NH4F)，按照摩爾比為TEOS:EtOH=l: 4， TEOS: H20=1: 6分別量取乙 醇和去離子水，按照質(zhì)量比為Ca(N03)2 4H20: H20=1: 1， NaN03: H20=1: 2， Mg(N03)2' 6H20=1: 1，KN03: H20=1: 5， NH4F: H20=1: l量取去離子水；將量取好的正硅酸乙酯和乙 醇混合并置于磁力攪拌器上攪拌，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為550轉(zhuǎn)/分，攪拌5min后加入去離子水；加入硝 酸調(diào)節(jié)PH值至3，溶液完全澄清后繼續(xù)攪拌20min;加入磷酸三乙酯并攪拌5min;將硝酸鈣、 硝酸鈉、硝酸鎂、硝酸鉀、氟化銨加入到去離子水中，完全溶解后加入到水解好的溶膠中， 攪拌30 min后即制得等離子噴涂所用的生物活性玻璃先驅(qū)液。
利于電子蠕動泵作為液體原料傳輸?shù)膭恿ρb置，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/分，將生物活 性玻璃先驅(qū)液用直徑為3mm的導管傳輸?shù)降入x子噴槍口的注入裝置中，注入裝置采用200微米 小直徑導管以直線型射流的方式，將生物活性玻璃液體先驅(qū)液直接徑向注入等離子火焰中心 的高溫區(qū)域。
調(diào)節(jié)等離子噴涂功率為30KW，等離子噴槍口與醫(yī)用金屬基底之間的距離為13cm，噴涂 次數(shù)為6次，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料在高溫等離子火焰中，經(jīng)過液體的燃燒、蒸發(fā)、 快速凝膠、熔融并沉積到生物醫(yī)用氧化鋯陶瓷表面形成生物活性玻璃涂層。
實施例12:
首先按照折合成氧化物質(zhì)量含量SiO2 35wt%， P205 7wt%， Ca020wt%， Na20 15wt%， K20 8wt%， CaF2 15wt。/。分別量取正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯(TEP)、硝酸鈣(Ca(N03)2* 4H20)、硝酸鈉(Na歸、硝酸鉀(KN03)、氟化銨(NH4F)，按照摩爾比為TEOS: EtOH=l: 3， TEOS: H20=1: 5分別量取乙醇和去離子水，按照質(zhì)量比為Ca(N03)2 4H20: H20=1: 2， NaN03: H20=1: 1， KN03: H20=1: 4， NH4F: H20=1: 2量取去離子水；將量取好的 正硅酸乙酯和乙醇混合并置于磁力攪拌器上攪拌，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分，攪拌6min后加入去 離子水；加入氨水調(diào)節(jié)PH值至ll，溶液完全渾濁后繼續(xù)攪拌15min;加入磷酸三乙酯并攪拌 6min;將硝酸鈣、硝酸鈉、硝酸鉀、氟化銨加入到去離子水中，完全溶解后加入到水解好的 懸浮液中，攪拌29 min后即制得等離子噴涂所用的生物活性玻璃先驅(qū)液。
利于電子蠕動泵作為液體原料傳輸?shù)膭恿ρb置，調(diào)節(jié)蠕動泵轉(zhuǎn)速為17轉(zhuǎn)/分，將生物活 性玻璃先驅(qū)液用直徑為4mm的導管傳輸?shù)降入x子噴槍口的注入裝置中，注入裝置采用110微米小直徑導管以直線型射流的方式，將生物活性玻璃液體先驅(qū)液直接徑向注入等離子火焰中心 的高溫區(qū)域。
調(diào)節(jié)等離子噴涂功率為48KW，等離子噴槍口與醫(yī)用金屬基底之間的距離為15cm，噴涂 次數(shù)為5次，生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料在高溫等離子火焰中，經(jīng)過液體的燃燒、蒸發(fā)、 快速凝膠、熔融并沉積到生物醫(yī)用氧化鋁陶瓷形成生物活性玻璃涂層。
實施例13
將實施例2制備的生物活性玻璃涂層在掃描電鏡(SEM)下觀察，結(jié)果表明涂層均勻，致密 牢固，涂層厚度達100 300y m。
(100倍SEM圖像見圖2， 100000倍SEM圖像見圖3)。
將實施例2制備的生物活性玻璃涂層在人體模擬體液(SBF)中浸泡7天后再在SEM下進行 觀察(見圖4)，圖像顯示浸泡7天后，生物活性玻璃涂層表面被大量的羥基磷灰石(HA)晶 體覆蓋，這說明用這種液相等離子噴涂法制得的生物活性玻璃涂層具有較高的生物活性；
將實施例2制備的生物活性玻璃涂層進行X射線衍射(XRD)分析(XRD圖譜見圖5);圖譜 中除了基底材料鈦(Ti)的結(jié)晶峰外，無其他結(jié)晶峰出現(xiàn)，表明涂層主要是由無定形相組成
將實施例2制備的生物活性玻璃涂層在SBF中浸泡7天后再在XRD下觀察(XRD圖譜見圖6) ;圖譜中除了基底材料Ti的結(jié)晶相，還出現(xiàn)了很多羥基磷灰石(HA)的結(jié)晶相，這與SEM圖 像相符，進一步說明用這種液相等離子噴涂法制得的生物活性玻璃涂層具有較高的生物活性
權(quán)利要求
1.一種制備生物活性玻璃涂層的方法，其特征在于包括以下步驟a、準備液態(tài)生物活性玻璃先驅(qū)液；b、使用液態(tài)生物活性玻璃先驅(qū)液進行熱噴涂，沉積到作為基底的生物醫(yī)用材料的表面形成生物活性玻璃涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的制備生物活性玻璃涂層的方法，其特征在于 :所述步驟a中的液態(tài)生物活性玻璃先驅(qū)液由以下配比的組分組成按折合成氧化物質(zhì)量含量為 Si02 30 60wt%' P2O5 l 40wt%' CaO 20 45w^/。' Ns 2。 0 25w1%' MgO 0 20w1%， Al203 0 3wt%' K20 0 8w1%' CaF2 15wt。/。分別量取硅源、磷源、鈣源、鈉源、鎂源、鋁源、鉀源、氟源；按照摩爾比為硅源乙醇=1: 2 5，硅源H20 =1: 4 8分別量取乙醇和去離子水； 按照質(zhì)量比為鈣源氏O =1: 1 2，鈉源氏0=1: 1 2，鎂源氏O =1: i 2，鋁源氏0=1: 1.5 2，鉀源氏0=1: 3 5，氟源氏0=1: 1 2分別量取去離子水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備生物活性玻璃涂層的方法，其特征在于:所述步驟a中的液態(tài)生物活性玻璃先驅(qū)液按下述方法制備而成① 將量取好的硅源和乙醇混合并攪拌均勻，然后加入去離子水；② 調(diào)節(jié)pH值至l 3，硅源水解形成溶膠，溶液完全澄清后攪拌均勻；③ 加入磷源并攪拌均勻；④ 將鈣源、鈉源、鎂源、鋁源、鉀源和氟源分別加入到去離子水中，完全溶解后加入 到水解好的溶膠中，攪拌均勻后即制得熱噴涂所用的生物活性玻璃酸性先驅(qū)液。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備生物活性玻璃涂層的方法，其特征在于 :所述步驟a中的生物活性玻璃先驅(qū)液按下述方法制備而成① 將量取好的硅源和乙醇混合并攪拌均勻，然后加入去離子水；② 調(diào)節(jié)pH值至9 11，硅源水解形成懸浮液，溶液完全渾濁后攪拌均勻；③ 加入磷源并攪拌均勻；④ 將鈣源、鈉源、鎂源、鋁源、鉀源和氟源分別加入到去離子水中，完全溶解后加入 到水解好的懸浮液中，攪拌均勻后即制得熱噴涂所用的生物活性玻璃堿性先驅(qū)液。
5.根據(jù)權(quán)利要求2 4任一項所述的制備生物活性玻璃涂層的方法，其特征在于所述硅源為正硅酸乙酯、三甲基硅醇、三乙基硅醇或四氯化硅中的至少一種；所述磷源為磷酸三乙酯、磷酸,丐、磷酸鈉、磷酸氫,丐、磷酸氫鈉、磷酸鉀或磷酸氫鉀 中的至少一種；所述鈣源為硝酸鈣、而應包括氯化鈣、碳酸氫鈣、硫酸鈣、硫酸氫鈣、磷酸鈣或磷酸 氫,丐中的至少一種；所述鈉源為硝酸鈉、氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、硫酸鈉、硫酸氫鈉、磷酸鈉或磷酸 氫鈉中的至少一種；所述鎂源為硝酸鎂、氯化鎂、碳酸氫鎂、硫酸鎂或硫酸氫鎂中的至少一種； 所述鋁源為硝酸鋁、氯化鋁、硫酸鋁或硫酸氫鋁中的至少一種；所述鉀源為硝酸鉀，而應包括氯化鉀，碳酸鉀，碳酸氫鉀，硫酸鉀，硫酸氫鉀，氯酸 鉀，次氯酸鉀，磷酸鉀或磷酸氫鉀中的至少一種；所述氟源為氟化銨、氟化氫銨或氟化氫中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5任一項所述的制備生物活性玻璃涂層的方法，其特 征在于所述硅源為正硅酸乙酯；所述磷源為磷酸三乙酯；所述鈣源為硝酸鈣；所述鈉源為 硝酸鈉；所述鎂源為硝酸鎂；所述鋁源為硝酸鋁；所述鉀源為硝酸鉀；所述氟源為氟化銨。
7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的制備生物活性玻璃涂層的方法，其特征在于 :步驟b中所述的熱噴涂為等離子噴涂、超音速火焰熱噴涂、電弧熱噴涂、氣體爆炸熱噴涂 或氧乙炔火焰熱噴涂。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備生物活性玻璃涂層的方法，其特征在于 :所述步驟b中等離子噴涂的生物活性玻璃液體先驅(qū)液原料用50 200微米小直徑導管以直線 型射流的方式，直接徑向注入等離子火焰中心的高溫區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備生物活性玻璃涂層的方法，其特征在于 :所述步驟b中的等離子噴涂時等離子噴槍口與作為基底的生物醫(yī)用材料表面之間的距離為 10 25cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備生物活性玻璃涂層的方法，其特征在 于所述步驟b中等離子噴涂的功率為24 60KW。
11 根據(jù)權(quán)利要求l所述的制備生物活性玻璃涂層的方法，其特征在 于所述的作為基底的生物醫(yī)用材料為生物醫(yī)用鈦、生物醫(yī)用鈦合金、生物醫(yī)用不銹鋼、生 物醫(yī)用鈷基合金、生物醫(yī)用陶瓷材料、含金屬的生物醫(yī)用復合材料或含陶瓷的生物醫(yī)用復合 材料。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，涉及一種液相熱噴涂制備生物活性玻璃涂層的方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的粉末噴涂法中粉末原料制備過程復雜、周期長的缺陷，和溶膠凝膠等濕化學法中制備涂層厚度薄、生產(chǎn)效率低的缺點。解決上述問題的技術(shù)方案是提出新制備方法。該方法中，首先按照生物活性玻璃的化學組成稱量有機和無機原料，制得溶膠或懸浮液先驅(qū)液；然后將此溶膠或懸浮液作為熱噴涂原料進行熱噴涂，經(jīng)過液態(tài)原料在高溫下最后沉積到作為基底的生物醫(yī)用材料表面形成生物活性玻璃涂層。本發(fā)明方法可用于制備生物活性玻璃涂層，具有操作簡單，工藝流程少，制備效率高，成本低廉，適合于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點。
文檔編號A61L27/10GK101554491SQ200910302658
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者馮家岷, 劉曉光, 方 吳, 磊 宋, 肖嚴峰, 毅 黃, 濤 黃 申請人:四川大學