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医用Ti-6Al-4V表面Fe3O4/HA涂层改性及其摩擦学性能研究

钛及钛合金材料因其优良的力学性能、较好的生物相容性以及良好的耐生物腐蚀性，已经广泛应用在骨科内固定系统、人工关节置换等人体硬组织植入领域。其中，Ti-6Al-4V合金具有优异的组织稳定性、密度低、比强度高以及性价比高等优越的特性，目前已经成为最受欢迎的骨植入物材料。然而，钛合金表面较差的耐磨性是造成该类植入物无菌松动的主要原因。由于钛合金材料在体内因摩擦磨损产生的磨屑易与周围骨组织发生反应，进而引起骨溶解和植入物的无菌松动，导致植入物失效。因此，为了改善钛合金的摩擦学性能，我们通过化学自组装方法在Ti6Al4V合金表面制备了羟基磷灰石包裹的四氧化三铁涂层（Fe₃O₄/HA）。并分别评价了该涂层在干摩擦和模拟体液(SBF)中的摩擦学性能和在SBF溶液中的电化学腐蚀性能。结果表明，Fe₃O₄/HA涂层可以有效降低钛合金表面的摩擦系数和磨损率，这可能是由于摩擦过程中机制的变化（滑动摩擦向滚动摩擦的转变）。此外，Fe₃O₄/HA涂层通过对溶液中的活性离子的屏蔽进一步降低了Ti6Al4V表面的腐蚀。因此，HA/Fe₃O₄涂层在今后的钛合金骨科种植体中具有潜在的应用前景，对临床骨科疾病的内置物材料性能优化和改进具有重要的指导作用。