鈦及鈦合金具有良好的耐腐蝕性、比強(qiáng)度偎球、抗疲勞力以及生物相容性洒扎，廣泛應(yīng)用于矯形外科和牙科植入體中。然而其表面硬度低衰絮、耐磨性差、生物惰性等是作為醫(yī)用植入材料不容忽視的問題猫牡。經(jīng)研究表明，通過激光表面改性處理淌友，如激光表面合金化（LSA）、脈沖激光沉積（PLD）及激光表面熔敷陶瓷涂層等震庭，以改善鈦及鈦合金的表面性能瑰抵。
醫(yī)用鈦合金的表面改性應(yīng)用簡介
摘要：鈦及鈦合金具有良好的耐腐蝕性、比強(qiáng)度器联、抗疲勞力以及生物相容性二汛，廣泛應(yīng)用于矯形外科和牙科植入體中。然而其表面硬度低肴颊、耐磨性差氓栈、生物惰性等是作為醫(yī)用植入材料不容忽視的問題婿着。經(jīng)研究表明颤绕，通過激光表面改性處理，如激光表面合金化（LSA）祟身、脈沖激光沉積（PLD）及激光表面熔敷陶瓷涂層等物独，以改善鈦及鈦合金的表面性能挡篓。
醫(yī)用生物材料一般有鈷基合金婉陷、鉭、鈦及鈦合金等官研，其中工業(yè)純鈦和鈦合金以其優(yōu)越的耐腐蝕性能秽澳、高比強(qiáng)度和良好的生物相容性戏羽、適于植入等特點而廣關(guān)注担神。但鈦及鈦合金的表面硬度低、耐磨性差妄讯，使其應(yīng)用受到限制酷宵。盡管TC4力學(xué)性能有所改善亥贸。但在摩擦過程中仍會由于發(fā)生咬死而引起劇烈磨損。而且通過腐蝕炕置，合金中的釩離子形式進(jìn)入人體男韧，引起炎癥朴摊，而鋁離子則會誘發(fā)老年癡呆癥。另外煌抒，鈦及其合金都是生物惰性材料仍劈，只能與生長骨之間產(chǎn)生機(jī)械結(jié)合而不能形成化學(xué)結(jié)合寡壮，因而有必要對鈦及鈦合金進(jìn)行表面改性贩疙。
常用的表面改性方法
1讹弯、物理化學(xué)方法：
（1）熱噴涂：可分為電弧噴涂、等離子噴涂组民、火焰噴涂等。優(yōu)點：取材廣泛臭胜，可對各種基體進(jìn)行噴涂，速度可控癞尚，操作簡單效率高耸三。缺點：不適用于形狀復(fù)雜的生物金屬材料基底；制備過程中溫度較高浇揩；冷卻時仪壮，結(jié)晶度低胳徽、彈性模量大积锅、結(jié)合度低等。
（2）離子濺射：以高速離子轟擊靶材养盗，使涂敷材料粉粒濺射并沉積在金屬基體上。優(yōu)點：形成的涂層具有高密度往核、高粘附性等箫爷。缺點：涂層穩(wěn)定性差铆铆，需后續(xù)熱處理蝶缀。
（3）噴砂法：將涂敷材料粉末直接高速噴出鑲?cè)牖w表面。優(yōu)點：方法簡單易行薄货，低溫操作翁都，涂層粉末不產(chǎn)生分解，成分穩(wěn)定谅猾，涂層與基體間的結(jié)合力較高税娜。
（4）離子注入法：將所需的元素在離子氣化室中進(jìn)行氣化，通過高頻放電使其離子化敬矩，以外加電場導(dǎo)出概行、聚束和加速，使其形成高能細(xì)小的離子束而打入材料表面弧岳。優(yōu)點：①膜與基體結(jié)合好凳忙；②注入過程不要求升高基體溫度业踏；③工藝重復(fù)性好等涧卵。許多研究者報道了氮離子注入對Ti6Al4V合金表面成分勤家、組織結(jié)構(gòu)柳恐、硬度及摩擦學(xué)性能有良好改善效果伐脖。
2乐设、形態(tài)學(xué)方法：
不在基體表面產(chǎn)生強(qiáng)化層或附加涂層讼庇，而是通過改善植入體的表面微觀形貌來獲得zui好的植入效果近尚。主要方法有：等離子噴刷巫俺、超音振蕩肿男、激光束點融以及電化學(xué)晶界腐蝕等。
圖1.激光處理鈦合金表面形成多孔形貌
3舶沛、生物化學(xué)方法
將大分子蛋白質(zhì)或酶等有機(jī)高分子物質(zhì)引入基體表面，使其具有更優(yōu)良的生物活性窗价，因而具有更直接撼港、更有效的特點坪它。可以有效促進(jìn)植入處傷口的愈合帝牡，加速植入體與周圍組織的結(jié)合往毡，同時也可提高植入體的安全性和使用壽命。（1）提高生物活性：在鈦合金表面制備一層生物活性陶瓷涂層靶溜；（2）提高耐磨損性能：利用表面處理工藝在鈦合金表面形成一層耐磨涂層，常用的有類金剛石碳（DLC）膜罩息，氮化鈦（TiN）涂層等；（3）離子束增強(qiáng)沉積（IBED）：利用IBED方法制備了CrC硬質(zhì)膜瓷炮，可用于鈦合金的微動磨損防護(hù)葱色。
結(jié)語：近年來人們運用表面工程的方法對提高醫(yī)用鈦合金材料的性能開展了大量的工作并取得一定的進(jìn)展，但涂層與鈦合金基體的界面結(jié)合強(qiáng)度較低仍是臨床應(yīng)用的瓶頸問題娘香。因此從仿生原理苍狰、組織工程原理办龄、基質(zhì)控制礦化的思路出發(fā)舞痰，兼顧涂層的高耐磨性土榴、優(yōu)良的耐蝕性和生物相容性响牛，研究適合鈦合金特性的多功能表面涂層體系玷禽，運用新的涂層形成原理開發(fā)涂層制備新工藝是今后醫(yī)用鈦合金表面改性的一個重要發(fā)展方向呀打。
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