HVOF参数对HAp涂层制备的影响：基于过程图的集成方法
应用物理
2018-11-20 v1
摘要
本文提出了一种基于实验设计、过程图以及沉积初始阶段分析的实验方法，用于改善高速氧燃料(High-Velocity Oxygen Fuel, HVOF)羟基磷灰石(hydroxyapatite, HAp)涂层的生物相容性。采用三因素两水平设计(2^3)，因素分别为喷涂距离(stand-off distance, SOD)、燃料-氧气比(fuel-oxygen ratio, F/O)和送粉速率(powder feed rate, PFR)。研究了这些实验因素对涂层形成初始阶段的影响，以考察颗粒在撞击基体前后的物理状态。本研究筛选出了最合适的沉积参数组合，从而获得具有最佳结晶度(>45%)、Ca/P比(约1.67)、相含量(>95% HAp)的HAp涂层，这些指标保证了涂层的机械稳定性和生物相容性。通过模拟体液(simulated body fluid, SBF)和细胞培养(hFOB)实验，分别分析了磷灰石层的形成以及提取物对人成骨细胞的细胞毒性。结果表明，F/O比对飞行中颗粒的温度和速度以及涂层性能的影响最为显著。SBF结果证实了浸泡14天后磷灰石层的形成。最后，通过MTS法测定的线粒体活性和通过LDH释放实验测定的细胞膜完整性表明，涂层释放的物质不会对暴露细胞诱导毒性。
引用
@article{arxiv.1810.06264,
title = {Influence of HVOF parameters on HAp coating generation: An integrated approach using process maps},
author = {J. A. Hermann-Muñoz and J. A. Rincón-López and G. A. Clavijo-Mejía and A. L. Giraldo-Betancur and J. M. Alvarado-Orozco and A De Vizcaya-Ruiz and J. Muñoz-Saldaña},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.06264},
year = {2018}
}
备注
Keywords: HAp coatings, HVOF, Process maps, Design of experiments, in vitro behavior