钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层的制备方法.pdf

本发明涉及一种医用金属表面生物涂层的制备方法，具体地说是一种钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层的制备方法。本发明是首先对钛合金进行酸刻蚀，碱浸润两步活化处理，使钛合金表面钝化态氧化膜转化为活性TiO2，在温和条件下利用电泳沉积后烧结技术制备复合涂层材料。硅掺杂的磷灰石(Si－HA)对改善传统人工骨替代材料的活性，提高生物降解性，改善骨传导性和骨诱导能力，起着关键性的作用。本发明把Si－HA涂覆到医用钛表面，制得Ti/Si－HA复合材料，促使钛金属优良的力学性能和HA的骨传导性相结合，从而有效的发挥两种材料的综合优势。本发明在保持电沉积方法制备涂层的优点的同时，还具有产品结合强度高的特点。

1、  一种钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
A、含硅磷灰石悬浮液的制备：将陈化8-12天的含硅磷灰石加入正丁醇质子化溶剂中，在溶剂中加入体积比为5％-7％的三乙醇胺，搅拌、超声波震荡成悬浮液，期间保持悬浮液的pH在4-6之间；
B、钛金属的酸碱刻蚀处理：将金属钛线割加工成薄片，薄片25mm＜1/4Φ＞35mm、半径30mm-40mm、厚度1mm-2mm，用科洛斯试剂(体积比HF∶HNO₃∶H₂O＝6∶8∶986)浸泡15min-25min，取出洗净后，将钛片在80℃-100℃、1mol/L的NaOH溶液中浸泡18h-30h，取出洗净；
C、电泳沉积：将上述的悬浮液维持温度在30℃-40℃之间，以铂作为阳极，上述的钛片为阴极，在60V直流电压下电泳沉积5min-10min，将沉积得到的覆有涂层的钛片自然晾干后，在800℃-900℃下保温1.5h-3.0h，最后降至室温。

2、  根据权利要求1所述的钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层的制备方法，其特征在于所述的的含硅磷灰石由下述方法制备：
A、将以下摩尔比的原料，nCa(NO₃)₂、∶n(NH₄)₂HPO₄)∶n硅酸乙酯(TEOS)＝0.05∶0.0262∶0.0038(其中Ca/(P+Si)摩尔比：Ca/n(Si+P)＝1.67)，搅拌均匀后，用氨水调节反应液的pH值为9.5-10.5；
B、将上述得到的反应液在温度为70℃-90℃、pH为9.5-10.5的条件下，持续搅拌4h-6h；
C、将搅拌后得到的溶胶陈化10h-14h后真空抽滤，抽滤后得到的粉体用无水乙醇和水洗涤，然后将粉体在80℃-120℃下干燥1.5h-2.5h，烘干后将粉体750℃-850℃下煅烧1.5h-3.0h后研磨。

3、  根据权利要求2所述的钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层的制备方法，其特征在于用氨水调节反应液pH＝10，并在温度80℃、pH为10的条件下，持续搅拌5h。

4、  根据权利要求2所述的钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层的制备方法，其特征在于将搅拌后得到的溶胶陈化12h后真空抽滤，抽滤后得到的粉体用无水乙醇和水洗涤，然后将粉体在100℃下干燥2h，将烘干后将粉体800℃下煅烧2h后研磨

5、  根据权利要求1、2、3或4所述的钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层的制备方法，其特征在于在上述的含硅磷灰石悬浮液的制备过程中，将陈化10天的含硅磷灰石加入正丁醇质子化溶剂中，在溶剂中加入体积比为6％的三乙醇胺，搅拌、超声波震荡成悬浮液，期间保持悬浮液的pH＝5。

6、  根据权利要求1、2、3或4所述的钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层的制备方法，其特征在于在上述的钛金属的酸碱刻蚀处理过程中，将金属钛(Ti)线割加工成1/4Φ＝30mm的薄片，其半径36mm、厚度1.5mm，将钛片磨光后，在丙酮中超声除油，然后用乙醇和水淋洗薄片，洗淋后的薄片用科洛斯试剂在室温下浸泡20min，取出洗净后在100℃、1mol/LNaOH溶液中浸泡24h，最后用去离子水洗净。

7、  根据权利要求1、2、3或4所述的钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层的制备方法，其特征在于将上述的电泳沉积过程中，悬浮液维持温度在35℃，以铂作为阳极，上述的钛片为阴极，在60V直流电压下电泳沉积5min-10min，将沉积得到的覆有涂层的钛片自然晾干后，在850℃下保温2h，最后降至室温。

钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层的制备方法
技术领域
本发明涉及一种医用金属表面生物涂层的制备方法，具体的说是一种钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层的制备方法。
背景技术
在骨组织替代材料中，修补材料需要承受一定的载荷，因此其必须有一定的强度和韧性，而且其在降解过程中强度衰减的速度要与骨骼新组织的形成速度相匹配。对于受到损害的软组织来说，修复材料还需在一定的降解周期内保持适当的强度，使其可以将生物力学的刺激传递给活细胞，引导新组织在基体材料内定向生长。而广泛的应用于临床的金属材料(如不锈钢、钛合金等)具有强度高、韧性好等优良的力学性能，但生物的相容性较差，与人体组织不发生生物结合，从而易产生松动、下沉的现象，引起病人疼痛等症状，以致远期疗效较差。
由于羟基磷灰石(简称HAP或HA)的组成接近于生物体的骨组织的无机成分，具有非常好的生物相容性，所以通过一些物理或化学手段，在金属材料表面形成羟基磷灰石涂层，以改善金属材料表面的生物相容性，使钛基HA生物涂层材料在具备金属材料的高强度和高韧性的同时，也具有HA的良好生物活性。钛基HA生物涂层材料植入体内后与生物环境相作用，其表面层会溶解，然后在涂层表面重新沉积一层类骨磷灰石，其成分和结构都与天然骨组织十分相似。新骨不但生长在骨组织表面，也在HA表面生长，从而形成双向生长。这种生长方式加快了新骨生长，并促使植入体与骨组织之间形成直接的化学键性结合，有利于植入体早期稳定，缩短手术后的愈合期。但是纯羟基磷灰石在生物机体中的降解过程与新组织的形成速度不相匹配。造成其可降解性差，加之其与骨骼的反应性较低，限制了其在骨组织修复材料中的应用。
生物陶瓷表面的SiO₂或Si与体液和组织间反应非常迅速，在植入或接触到体液的几分钟内就发生了反应，研究表明将硅掺入HA的结构中形成HA的改性材料-含硅羟基磷灰石(Si-HA)，可以显著增强磷灰石的体内生物活性。在传统的骨组织修复材料中掺入一定量的活性硅，制成硅掺杂的磷灰石(Si-HA)，对改善传统人工骨替代材料的活性，提高生物降解性、改善骨传导性和骨诱导能力，起着关键性的作用。
涂层材料的制备方法常见的是等离子喷涂法和电沉积方法，等离子喷涂法有以下缺陷：①等离子喷涂是线型工艺，用于多孔或形状复杂的基底时，涂层难以均匀一致；②高温过程易使HA发生分解，在涂层中产生Ca₃(PO₄)₂非晶HA等杂相；③高温冷却后基底与涂层界面会存在很高的残余应力；④涂层结构的致密度较低，植入人体后，生物液体容易沿连通孔隙渗透到基底界面，造成界面腐蚀，引起涂层剥落；⑤原始材料要用高纯度的HAP粉末，较为昂贵。电沉积方法制备涂层具有晶体生长速率快、电流效率高、属非线性工艺等优点，但仍存在结合强度不高的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种与新组织相匹配、降解性好且与骨骼的反映性高的钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层的制备方法，其具有晶体生长速率快、电流效率高、属非线性工艺等优点，并且结合强度高。
为解决上述技术问题，本发明按以下步骤进行：A、含硅磷灰石悬浮液的制备：将陈化8-12天的含硅磷灰石加入正丁醇质子化溶剂中，在溶剂中加入体积比为5％-7％的三乙醇胺，搅拌、超声波震荡成悬浮液，期间保持悬浮液的pH在4-6之间；
B、钛金属的酸碱刻蚀处理：将金属钛线割加工成薄片，薄片25mm＜1/4Φ＞35mm、半径30mm-40mm、厚度1mm-2mm，用科洛斯试剂(体积比HF∶HNO₃∶H₂O＝6∶8∶986)浸泡15min-25min，取出洗净后，将钛片在80℃-100℃、1mol/L的NaOH溶液中浸泡18h-30h，取出洗净；
C、电泳沉积：将上述的悬浮液维持温度在30℃-40℃之间，以铂作为阳极，上述的钛片为阴极，在60V直流电压下电泳沉积5min-10min，将沉积得到的覆有涂层的钛片自然晾干后，在800℃-900℃下保温1.5h-3.0h，最后降至室温。
本发明所述的的含硅磷灰石可由下述方法制备：A、将以下摩尔比的原料，nCa(NO₃)₂、∶n(NH₄)₂HPO₄)∶n硅酸乙酯(TEOS)＝0.05∶0.0262∶0.0038(其中Ca/(P+Si)摩尔比：Ca/n(Si+P)＝1.67)，搅拌均匀后，用氨水调节反应液的pH值在9.5-10.5之间。
B、将上述得到的反应液在温度为70℃-90℃、pH为9.5-10.5的条件下，持续搅拌4h-6h；
C、将搅拌后得到的溶胶陈化10h-14h后真空抽滤，抽滤后得到的粉体用无水乙醇和水洗涤，然后将粉体在80℃-120℃下干燥1.5h-2.5h，将烘干后的粉体750-850℃下煅烧1.5h-3.0h后研磨。
在传统的骨组织修复材料中掺入一定量的活性硅，制成硅掺杂的磷灰石(Si-HA)，对改善传统人工骨替代材料的活性，提高生物降解性、改善骨传导性和骨诱导能力，起着关键性的作用。本发明把Si-HA涂覆到医用钛表面，制得Ti/Si-HA复合材料，不但可以克服Si-HA脆性大，力学性能差的缺点，还可以避免钛不能与骨形成化学键合，造成其在生理环境中耐磨性差，与机体蛋白质相互作用发生腐蚀导致金属离子进入体内，造成中毒和局部炎症现象的发生。本发明制备的Ti/Si-HA复合材料促使钛金属优良的力学性能和HA的骨传导性相结合，能有效的发挥两种材料的综合优势。发明过程是首先对基体材料进行酸刻蚀，碱浸润两步活化处理，使Ti合金表面钝化态氧化膜转化为活性TiO₂，在温和条件下利用电泳沉积后烧结技术制备复合涂层材料，使其在保持电沉积方法制备涂层的优点的同时，还具有产品结合强度高的特点。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
图2是本发明活化处理后Ti表面形貌照片。
图3是本发明Ti/Si-HA涂层表面形貌照片。
图4是本发明活化处理后的Ti和Ti/HA涂层的XRD图。
图5是本发明Ti/Si-HA和Ti/HA涂层的FTIR光谱。
图6是本发明涂层EDS谱图。
图7是本发明Ti/Si-HA涂层与BSA作用前的形貌图。
图8是本发明Ti/Si-HA涂层与BSA作用3h后的形貌图。
图9是本发明Ti/Si-HA与Ti/HA涂层对BSA作用后的红外光谱的比较图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详述。
实施例1：如图1所示，本发明采用以下步骤制备：
(一)、含硅羟基磷灰石粉体的合成
(1)、将Ca(NO₃)₂ 0.05mol/L，(NH₄)₂HPO₄ 0.0262mol/L各50ml加入到自制的反应器中，再加2ml三乙醇胺，后倒入3.5ml的硅酸乙酯。充分搅拌使之混合均匀，用氨水调节反应液的pH值为10，其中nCa(NO₃)₂、∶n(NH₄)₂HPO₄)∶n硅酸乙酯(TEOS)＝0.05∶0.0262∶0.0038(其中Ca/(P+Si)摩尔比：Ca/n(Si+P)＝1.67)。
(2)、反应液置于磁力搅拌器上，接通水热循环装置，保持反应温度为80℃，使用自制氨水添加装置保持反应液的pH值为10。持续搅拌5h。
(3)、将反应所得溶胶陈化12h后真空抽滤，用无水乙醇洗涤一次，用去离子水洗涤两次。所得粉体放于恒温箱内100℃干燥2h，烘干后将样品在马弗炉中用800℃煅烧2h，粉体用玛瑙研钵磨细，之后放于试剂瓶中备用。
(二)、钛金属基体材料的预处理(酸碱两步刻蚀)
将金属钛(Ti)线割加工成1/4Φ＝30mm的薄片，半径36mm，厚度1.5mm，将合金依次用360#、240#金相砂纸磨光，在丙酮中超声除油后用乙醇和去离子水淋洗，用科洛斯试剂(6mlHF+8mlHNO₃+986ml蒸馏水)室温下浸泡20min，取出洗净在100℃1mol/LNaOH溶液中浸泡24h，最后用去离子水洗净备用。
(三)、含硅羟基磷灰石悬浮液的制备
将陈化10天后的25g含硅羟基磷灰石倒入50mL正丁醇质子化溶剂中，加入3滴三乙醇胺，置于磁力搅拌器上搅拌10min，使之充分混合。搅拌后的悬浊液放置于超声清洗仪中超声震荡，使悬浊液颗粒均匀分散。超声分散时间60min，温度35℃，频率50kHz，其间悬浮液pH值始终保持在5.0左右。
(四)、钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层复合材料的电泳沉积
(1)、超声分散完毕后的含硅羟基磷灰石悬浊液置于35℃的恒温水浴中，以铂电极作阳极，钛合金作阴极，电极间距10mm，用直流稳压电源提供60V恒压，进行电泳沉积，沉积时间8min。沉积完毕后，将涂层材料取出，在空气中自然晾干。
(2)、将所制得的涂层材料放于马弗炉中，调节温度为850℃，加热2h以提高涂层与基体的结合强度。此步骤一定注意对升、降温速度的控制。升温速度为200℃/h，降温时先降到400℃，后降至室温即可。
在制备过程中可采用以下设备：LBB01型超级恒温器(辽阳市恒温仪器厂)，自制双层水循环反应器，pH检测器，氨水添加器，701-2型电热干燥箱(中华人民共和国大连干燥箱厂制造)，RTX-4-13型电阻炉(天津实验电炉厂)，SHZ-C型全塑不锈钢循环水多用真空泵，磁力搅拌器，超声清洗仪，DRZ-6电炉控制器，玛瑙研钵(11cm，二等)，直流稳压电源(型号JWY-30C)，铂电极，电泳沉积反应池。
实施例2：如图1所示，本发明采用以下步骤制备：
(一)、含硅羟基磷灰石粉体的合成
(1)、将Ca(NO₃)₂ 0.02mol/L，(NH₄)₂HPO₄ 0.0123mol/L各50ml加入到自制的反应器中，再加1.5ml三乙醇胺，后倒入2.0ml的硅酸乙酯。充分搅拌使之混合均匀，用氨水调节反应液的pH值为9.5。
(2)、反应液置于磁力搅拌器上，接通水热循环装置，保持反应温度为70℃，使用自制氨水添加装置保持反应液的pH值为9.5，持续搅拌6h。
(3)、将反应所得溶胶陈化14h后真空抽滤，用无水乙醇洗涤一次，用去离子水洗涤两次。粉体放于恒温箱内80℃干燥2.5h，烘干后将样品在马弗炉中用750℃煅烧3.0h，粉体用玛瑙研钵磨细，之后放于试剂瓶中备用。
(二)、钛金属基体材料的预处理(酸碱两步刻蚀)
将金属钛(Ti)线割加工成1/4Φ＝25mm的薄片，半径30mm，厚度2mm，将合金依次用360#、240#金相砂纸磨光，在丙酮中超声除油后用乙醇和去离子水淋洗，用科洛斯试剂(6mlHF+8mlHNO₃+986ml蒸馏水)室温下浸泡15min，取出洗净在100℃1mol/LNaOH溶液中浸泡18h，最后用去离子水洗净备用。
(三)、含硅羟基磷灰石悬浮液的制备
将陈化12天后的25g含硅羟基磷灰石倒入50mL正丁醇质子化溶剂中，加入3滴三乙醇胺，置于磁力搅拌器上搅拌10min，使之充分混合。搅拌后的悬浊液放置于超声清洗仪中超声震荡，使悬浊液颗粒均匀分散。超声分散时间60min，温度35℃，频率50kHz，其间悬浮液pH＝4。
(四)、钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层复合材料的电泳沉积
(1)、超声分散完毕后的含硅羟基磷灰石悬浊液置于30℃的恒温水浴中，以铂电极作阳极，钛合金作阴极，电极间距10mm，用直流稳压电源提供60V恒压，进行电泳沉积，沉积时间10min。沉积完毕后，将涂层材料取出，在空气中自然晾干。
(2)、将所制得的涂层材料放于马弗炉中，调节温度为800℃，加热3h以提高涂层与基体的结合强度。此步骤一定注意对升、降温速度的控制。升温速度为200℃/h，降温时先降到400℃，后降至室温即可。
实施例3：如图1所示，本发明采用以下步骤制备：
(一)、含硅羟基磷灰石粉体的合成
(1)、将Ca(NO₃)₂0.5mol/L，(NH₄)₂HPO₄0.262mol/L各100ml加入到自制的反应器中，再加12ml三乙醇胺，后倒入35ml的硅酸乙酯。充分搅拌使之混合均匀，用氨水调节反应液的pH值为10.5。
(2)、反应液置于磁力搅拌器上，接通水热循环装置，保持反应温度为90℃，使用自制氨水添加装置保持反应液的pH值为10.5，持续搅拌4h。
(3)、将反应所得溶胶陈化10h后真空抽滤，用无水乙醇洗涤一次，用去离子水洗涤两次。粉体放于恒温箱内120℃干燥1.5h，烘干后将样品在马弗炉中用850℃煅烧1.5h，粉体用玛瑙研钵磨细，之后放于试剂瓶中备用。
(二)、钛金属基体材料的预处理(酸碱两步刻蚀)
将金属钛(Ti)线割加工成1/4Φ＝35mm的薄片，半径40mm，厚度1mm，将合金依次用360#、240#金相砂纸磨光，在丙酮中超声除油后用乙醇和去离子水淋洗，用科洛斯试剂(6mlHF+8mlHNO₃+986ml蒸馏水)室温下浸泡25min，取出洗净在80℃1mol/LNaOH溶液中浸泡30h，最后用去离子水洗净备用。
(三)、含硅羟基磷灰石悬浮液的制备
将陈化8天后的25g含硅羟基磷灰石倒入50mL正丁醇质子化溶剂中，加入3滴三乙醇胺，置于磁力搅拌器上搅拌10min，使之充分混合。搅拌后的悬浊液放置于超声清洗仪中超声震荡，使悬浊液颗粒均匀分散。超声分散时间60min，温度35℃，频率50kHz，其间悬浮液pH＝6。
(四)、钛基/含硅羟基磷灰石生物涂层复合材料的电泳沉积
(1)、超声分散完毕后的含硅羟基磷灰石悬浊液置于40℃的恒温水浴中，以铂电极作阳极，钛合金作阴极，电极间距5mm，用直流稳压电源提供60V恒压，进行电泳沉积，沉积时间5min。沉积完毕后，将涂层材料取出，在空气中自然晾干。
(2)、将所制得的涂层材料放于马弗炉中，调节温度为900℃，加热1.5h以提高涂层与基体的结合强度。此步骤一定注意对升、降温速度的控制。升温速度为200℃/h，降温时先降到400℃，后降至室温即可。
采用下述仪器对所得产品检测数据：电子扫描显微镜(KYKY2800型)，X射线衍射分析(D8-ADVANCE)，粉体元素组成分析采用X射线荧光分光度计(XRF，美国Philips Magix PW2424)进行、用Nicolet公司740型傅立叶变换红外光谱仪和Nic Plan红外显微镜对反应后的粉体进行FTIR分析，分辨率为4cm^-1，扫描次数为128，测定范围为4000cm^-1～650cm^-1，荧光分光光度计，X射线能谱仪(VGR-3)测定涂层的元素成份，微控电子万能实验机测试基体和涂层的结合强度σ，测试方法按ASTM C.633标准进行。
检测结果：
(1)、外观：钛合金表面涂敷白色涂层，厚度6μm。涂层无毒、无刺激、不致过敏反应。
(2)、SEM分析：Si-HA晶体颗粒大小均匀，分散性好，呈短棒状，与人体骨磷灰石晶体基本相似。粒度直径为0.8-1μm。
(3)、涂层表面的形貌观察
如图2所示，活化处理后钛金属表面变得粗燥，呈现许多具有微孔的界面，使钛金属板表面积增加，有利于沉积过程的进行。如图3所示，其为电沉积后Ti/HA涂层的形貌，可见金属表面由许多端面直径小于1μm杆壮、针状晶体凝聚在一起形成团絮状结构，与骨组织纤维的结构极为相似。
(4)、涂层结构分析
活化处理后的Ti板、Ti/HA涂层与纯HA粉体的XRD试验见图4，活化处理后的钛合金在2θ＝25.30，36.85，36.85，53.90和55.06出现锐钛矿TiO₂的衍射峰(JCPDS 78-2486)，表明形成了Ti氧化物的基底结构，可提高界面结合强度。Ti/Si-HA涂层与纯HA的XRD图相比较可见，Ti/Si-HA涂层中HA的主要衍射峰都存在(JCPDS 73-0293)，说明形成了稳定的Si-HA涂层结构。
如图5所示，涂层的FTIR光谱，在3570cm^-1处出现-OH的缩震动吸收峰，在1035，1095cm^-1处为PO₄^3-对称和不对称的振动吸收峰，Ti/Si-HA涂层与纯HA涂层FTIR光谱最大区别在于，Ti/Si-HA涂层因Si的掺入，SiO₄^4-取代部分PO₄^3-而使PO₄^3-和-OH的吸收峰明显减弱，且在1160处出现了Ti-O键的吸收峰。
如图6和表1所示，涂层的EDS分析表明，涂层主要包含有Ca、P、Si、Ti、O等多种元素，且Ca/P+Si＝1.67，与骨骼中羟基磷灰石结构中钙磷的比例关系相近。其中Ti的存在，与复合涂层中含有TiO₂和钛酸钠等物质有关。
表1、涂层元素含量分析(％)：

(5)、涂层的结合强度测试
在微控电子拉力机上，用粘结拉伸法测量涂层的结合强度，未经活化处理的钛合金/HA涂层结合强度σ为7.3MPa经过活化处理的涂层σ15.8MPa，通过钛金属表面改性在钛表面生成钛氧化物或钛酸盐膜层，可以减少涂层与Ti金属基体的应力集中和热膨胀系数不匹配，使涂层与基体的结合强度显著提高。
(6)、涂层的生物相容性分析
将生物活性材料植入人体时，首先发生的是来自血液和组织中蛋白在材料表面的吸附和相互作用，这种复杂的作用诱导和控制着骨组织的形成和生长，在植入材料的成活中具有重要意义，故生物相容性分析采用涂层与牛血清白蛋白作用前后形貌和刮粉的性能变化进行分析。
(7)、与BSA作用后的涂层形貌
将与BSA溶液作用3h后的涂层晾干，扫描电镜观察涂层的形貌图8与作用前图7的相比较可以看出，经过BSA溶液作用后，涂层表面呈现毛绒状变化，有许多细小的针状结构长出，从浸泡后的SEM图中，已难以看到存在的非晶相，在涂层表面密集生长着一些针状小颗粒，涂层表面变得错落有致，蛋白质使Si-HA涂层表面有序性增加，表明涂层材料与BSA之间进行了矿化重整和分子交换等物理化学过程。
(8)、与BSA作用后涂层的FTIR分析
如图9所示，Ti/Si-HA与BSA作用3h后涂层刮下粉末的FTIR光谱2的与不含硅的Ti/HA涂层的光谱1相比较发生了较大变化，Ti/Si-HA中PO4^3-的振动吸收峰减弱明显，Ti/Si-HA在1700-1600cm^-1区域出现的蛋白质的酰胺I带(1654cm^-1)吸收峰和酰胺II带(1542cm^-1)吸收峰明显强于不含硅的Ti/HA涂层，进一步表明BSA与Ti/Si-HA涂层形成了难溶性化合物，Ti/Si-HA与BSA作用强于不掺杂硅的Ti/HA涂层。
(9)、与BSA作用后涂层的元素分析
将与BSA作用后涂层进行元素分析表明：与BSA结合后，涂层主要含有P、Ca、Si，O、C四种元素，其中Ca/(P+Si)比例为2.40，无论元素组成还是比例均发生了改变，涂层中C元素的出现可能是BSA中氨基酸链上的C原子，进一步说明涂层与蛋白质之间的相互联结和耦合。
综上所述：
(1)、钛合金经酸刻蚀和碱浸润两步活化处理表面形成活性TiO₂过渡层可以减少涂层与Ti金属基体的应力集中和热膨胀系数的不匹配，有利于提高涂层与基体的结合强度。
(2)、电沉积Si-HA涂层形貌、元素比例与骨组织纤维相一致，有利于植入体与骨组织的相互长入。
(3)、Si-HA涂层与BSA作用强于Ti/HA涂层，红外光谱和元素分析表明Si-HA涂层与BSA发生了较强相互作用，这也是生物相容性强于纯HA涂层的佐证。