凝胶生物活性玻璃涂层

目前,溶胶-凝胶法制备生物玻璃和生物陶瓷涂层已取得较好的进展,但是制备生物玻 璃涂层需要解决的一个关键问题是:如何有效地提高涂层材料与基体的结合强度,同时又能 保证涂层材料具有较好的生物活性和生物相容性。为此,可以从以下几方面考虑。

①通过增强涂层与基体的化学性结合来提高涂层与基体的结合强度,而不只是提高涂 层与基体的机械嵌合作用。这一点可以通过在涂层中添加某些离子,使得涂层中含有一种或 几种与基体相同的化学成分来实现。

②在适当范围内调整涂层材料配方,或寻找一种过渡涂层,使涂层的热膨胀系数与基体的热膨胀系数相匹配。

③对表面涂层进行改性,提高复合材料的生物活性。当前研究最热的是将有机活性因

子复合到表面涂层中。

氧化铝陶瓷具有较高的机械强度,但是难以与骨骼相结合,这一点已为实践所证明,将 生物玻璃涂覆于氧化铝陶瓷表面,就可取长补短。值得注意的是当氧化铝陶瓷涂上生物玻璃 后,基体的氧化铝将向玻璃涂层扩散,从而影响了玻璃与骨骼的结合强度。此外,由于涂层 与基体的成分差异较大,必然引起膨胀系数不匹配而使玻璃涂层产生微裂纹。为了消除上述 不利因素,可以采用双层涂覆的方法,首先涂上过渡层,其组成和物理化学性质偏于陶瓷基 体,然后再涂上生物玻璃。

采用溶胶-凝胶工艺可制备一种新型的多孔生物活性玻璃涂层,在药物胶囊缓释系统中 具有广阔的应用前景。玻璃的组成范围为(摩尔分数):CaO 16%〜21%,P2O5 4%9 Si02 75%〜80%。制备的玻璃涂层中孔的尺寸为10〜20nm,并保持开孔状态。孔径大小及分布 可以通过改变前驱体溶胶液的浓度和陈化时间进行调整。研究表明玻璃涂层在SBF中24h 内已开始形成HCA层,7d后形成多晶态HCA层,说明玻璃涂层具有较高的生物活性。


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