为了减少激光熔覆过程中基材与生物陶瓷涂层之间的热裂纹, 提高涂层与基材的结合强度, 设计了一种梯度稀土生物陶瓷涂层, 采用宽带激光熔覆技术,在TC4钛合金表面制备了含HA＋β－TCP活性相的稀土活性梯度生物陶瓷复合涂层。利用SEM 、XRD分析手段对涂层形貌、相组成进行了研究; 通过模拟体液(SBF)浸泡实验(浸泡7 、14 d)考察了生物陶瓷涂层的生物活性; 利用电化学分析仪测试了生物活性陶瓷涂层的耐腐蚀性。结果表明, 当稀土氧化物Nd2O3添加量为w(Nd2O3)＝0.6%时, 宽带激光熔覆过程中催化合成HA＋β－TCP活性相的数量最多, 具有优异的表面形貌; 当稀土氧化物Nd2O3添加量为w(Nd2O3)＝0.6%时, 梯度稀土生物陶瓷涂层在SBF中浸泡不同时间点后表面沉积的类骨磷灰石相数量均较未加入Nd2O3的梯度生物陶瓷涂层多, 具有最好的生物活性, 且耐腐蚀性最佳。

针对目前生物活性陶瓷涂层存在的问题, 设计了一种梯度涂层, 采用宽带激光熔覆技术, 通过加入不同含量的稀土氧化物 Nd2O3来提高激光熔覆生物陶瓷涂层的生物相容性, 在 Ti-6Al-4V合金表面制备了含 HA+茁-TCP的稀土活性梯度陶瓷涂层。利用 SEM、XRD对活性涂层组织结构进行了研究。采用体外人成骨细胞与材料共培养的方法, 对梯度活性陶瓷涂层进行了细胞形态实验。结果表明: Nd2O3含量的不同, 对涂层催化效果不一样, 使得复合涂层呈现形态各异的表面特征, 但涂层表面都具有一定的粗糙度, 将增加生物陶瓷涂层与骨组织的生物相容性; 稀土氧化物 Nd2O3在激光熔覆生物陶瓷过程中具有催化合成 HA+茁-TCP的作用, 当 w(Nd2O3)＝0.6豫时, 诱导合成 HA+茁-TCP的数量最多; 含稀土氧化物 Nd2O3的涂层对成骨细胞无毒副作用, 当 w(Nd2O3)＝0.6豫时染色呈正常梭形状态的细胞数目最多, 具有最佳的生物相容性。