钛种植体表面五氧化二钽涂层的制备及其促成骨研究进展*

王非凡 刘洪臣

钛及钛合金生物相容性及机械性能较好，已成为种植植入的首选材料[1-3]。然而，钛具有生物惰性，不易于蛋白的的黏附及骨细胞发挥成骨作用[4]，导致骨结合速度较慢，成骨周期较长。因此对钛进行表面改性以提高骨结合是目前研究的热点。

钽(Ta)相比于钛，耐腐蚀性及生物相容性较优，有利于成骨细胞及骨髓间充质干细胞的黏附、增殖、分化、矿化，促进动物模型的骨结合形成，有“亲生物金属”之称[5-8]。由于钽弹性模量及成本较高，可作为涂层应用于种植体表面改性中[9,10]。此外，Ta 涂层极佳耐磨性及耐腐蚀性可避免种植体释放钛颗粒、离子，降低对身体产生的潜在毒性[11]。

Ta 优良的生物、耐腐蚀性能可归功于其表面致密的氧化物，主要成分为稳定的五氧化二钽(Ta2O5)。研究显示，Ta2O5涂层具有较高的粗糙度、亲水性及表面羟基，可显著促进羟基磷灰石沉积、成骨蛋白表达(ALP、Col-I、OCN、OPN)和骨细胞的黏附、增殖、分化及矿化[12-14]。此外，相比于单纯Ta涂层，Ta2O5涂层有利于钙磷沉积及巨噬细胞的黏附、存活，炎性因子释放较低，具有较强的生物活性及较低的炎性反应[15,16]。因此，越来越多的学者将钛表面改性研究转移至Ta2O5涂层之中。本文对Ta2O5涂层的制备、促成骨研究作一综述，为制备具有优良成骨性能的钛植入材料提供参考。

1.Ta2O5 涂层制备方法

Ta 其氧化物硬度及熔点较高，且Ta 极易氧化成Ta2O5，因此Ta2O5涂层的制备需要独特的工艺[17]，目前Ta2O5涂层的制备方法主要分为磁控溅射法、电离法、等离子体电解氧化(PEO)及溶胶-凝胶法。……