钛合金Ti6Al4V表面钛酸锶生物薄膜的水热合成*

孙嘉懋，付涛，张耀仁

（西安交通大学生命科学与技术学院，陕西西安 710049）

1 引 言

骨质疏松症是一种高发病率的老年性疾病。体内体外研究表明，锶能够提高骨强度和降低骨吸收，补充适度剂量的锶有助于预防和治疗骨质疏松骨折［1-2］。在金属植入体表面制备含锶的生物陶瓷涂层，通过锶离子的逐步释放，可以促进早期骨形成和增强植入体-骨组织的界面结合［3-6］。当前在钛及钛合金表面制备含锶生物陶瓷涂层的方法有：通过酸蚀-水热处理和离子交换制备载有Sr/Mg离子的钛酸盐薄膜［3］，通过微弧氧化-碱液处理和离子交换制备含锶的多级结构表面层［4］，通过微弧氧化-水热处理制备掺锶的羟基磷灰石纳米柱薄膜［5］，通过阳极氧化-水热处理制备钛酸锶纳米管薄膜［6］，通过水热处理制备钛酸锶纳米薄膜［7］等。其中，水热方法具有易于操作、处理温度较低、可以合成多种纳米晶体等优点。

Ti6Al4V合金具有良好的力学性能和较好的耐蚀性，广泛用于制造各类骨科植入体，但是它在体内会因腐蚀而释放对人体有害的铝、钒离子。在Ti6Al4V合金表面涂覆二氧化钛、氮化钛、羟基磷灰石等生物陶瓷涂层［8-11］，可以提高其耐蚀性，改善生物相容性及生物活性。本研究采用水热法在Ti6Al4V合金表面制备钛酸锶薄膜，研究了薄膜的显微结构、化学成分、耐蚀性和附着性。

2 实验

采用水砂纸把 Ti6Al4V合金片（9×12×2 mm3）逐级磨光至1200号，用丙酮、乙醇和纯水超声清洗后晾干。采用纯水配制含有1.0M NaOH和0.125M Sr（NO3）2的混合溶液［12］。把混合溶液和磨光的合金试样加入到聚四氟乙烯内衬的水热釜中，填充率80%，密闭和180°C下分别水热处理1、3、6 h得到试样 HS1 h、HS3 h、HS6 h（见表 1）。……