肖 帆，刘升沛，项 军，陈燚云，翟月丽

(1.浙江工业大学 机械工程学院，浙江 杭州 310023；2.浙江工业大学 材料科学与工程学院，浙江 杭州 310014)

钛合金具有优异的机械性能，较好的生物相容性以及与人体骨接近的弹性模量等特性，因此被广泛用于骨组织的损伤修复和替代[1-3]。但钛合金本质上属于生物惰性材料，在植入时与人体骨之间只是机械嵌连性整合，而非强有力的化学键骨键合，植入后不够稳定[4-5]。为了解决植入体与骨组织之间的稳定性问题，很多研究者尝试在植入体表面制备具有生物活性的二氧化钛或羟基磷灰石涂层。Anna等[6]通过阳极氧化处理，在钛及钛合金基体上制备了锐钛矿二氧化钛薄膜，该薄膜易沉积壳聚糖羟基磷灰石。Seo等[7]通过碱热处理在钛基体上获得了具有良好生物活性和细胞响应的二氧化钛纳米管。Lindberg等[8]利用物理气相沉积法(PVD)在钛片上制得具有(101)高能晶面的金红石TiO2薄膜，该薄膜可以快速诱导羟基磷灰石沉积。近年来，笔者通过水热法在纯钛/钛合金基体表面制备了高能晶面曝露的二氧化钛薄膜[9-12]。该薄膜具有优异的羟基磷灰石沉积能力，但在钛合金基体上的实施条件很苛刻，基体容易被腐蚀导致坍塌。针对这一问题，笔者着重讨论前驱液配方及反应工艺，在钛合金基体表面原位制备了高能晶面曝露的二氧化钛纳米棒阵列薄膜。该方法适用范围广，亦可应用于3D打印三维网格状钛合金基体。

1 实验材料及方法

实验选用商用钛合金片TC4(尺寸为20 mm×10 mm×0.8 mm)和3D打印网格状钛合金(采用SLM工艺，尺寸为φ10 mm×8 mm)为基体，其化学成分见表1。……