悬浮液等离子喷涂制备羟基磷灰石纳米生物涂层研究进展

张金涛，吴 浩，鲁 涵，曹 均，任 潞，张秀强，所新坤

(1.宁波大学机械工程与力学学院多维增材制造研究所，浙江 宁波 315211；2.宁波大学医学院附属医院，浙江 宁波 315100；3.宁波展慈新材料科技有限公司，浙江 宁波 315338)

0 前 言

羟基磷灰石(HA)纳米生物涂层因具有较大的表面积与体积比、易合成、易制造、高稳定性等优点在纳米生物技术、环境治理、燃料电池的材料和催化等领域得到了广泛应用[1]。HA 还具有良好的生物活性以及骨传导性，在人工修复材料领域作为生物涂层而备受青睐。目前，制备生物涂层的方法包括:真空冷喷涂[2]、脉冲激光[3]、大气等离子喷涂[4]等，各方法的优缺点如表1 所示。

表1 各种制备生物涂层的方法的优缺点Table 1 Advantages and disadvantages of different preparation methods of biological coating

相比表1 中的制备生物涂层的方法，悬浮液等离子喷涂(SPS)不需要特殊真空或者气氛保护环境，沉积效率较高、涂层制备成本较低，可以有效避免材料浪费，无需二次造粒，工艺简单[5]。采用SPS 可制备具有优异性能的HA 纳米涂层，为此，本文综述了近年来SPS 制备HA 纳米涂层的研究进展及现状。

1 制备生物涂层的原理

目前等离子喷涂技术是制备生物活性涂层的普遍方法[6，7]，而SPS 技术是在原有的等离子喷涂的基础上，使用液体悬浮液代替干粉作为原料。悬浮液主要由液体介质和原料两部分混合而成:液体介质通常采用蒸馏水或者乙醇，而原料是平均尺寸为几纳米的HA颗粒[8]。将原料混合在液体介质中，确保体系具有良好的流动性。与传统的等离子涂层相比，可以获得更薄的涂层和更致密的组织结构[9]。悬浮液在未碰撞基板之前，会与等离子射流产生复杂的反应。Łatka 等[10]在喷涂沉积物中发现片层状的致密区域和含有与初始悬浮液中的细小固体相对应的细HA 晶粒的烧结区，共2 个特征区域；分析这2 个区域的成分，发现致密区的组成包括结晶HA 及其分解产物，如磷酸三钙(TCP)和富含CaO 的相，而烧结区则由松散结合的初始HA 晶粒组成，为研究等离子喷涂沉积物的结构和成分提供了直接的证据。Sánchez 等[11]认为注入等离子射流的悬浮射流首先会经受气流破坏，形成大液滴；液滴和等离子体之间的阻力产生剪切变形，导致二次破裂，该研究为等离子喷涂中悬浮液的演化提供了重要的思路。Kozerski 等[12]对此进行了深入的研究，发现在此过程中可能还会出现图1 所示的现象:液体在气流的作用下分解、蒸发；颗粒的烧结、熔化；撞击基板；涂层的SEM形貌证实了Łatka 等[10]的发现，即涂层含有充分熔融颗粒的致密区和含有纳米晶粒的烧结区；分析产生这2 个区域可能的原因是，二次破裂中形成的液滴的不同轨迹所致:致密区由熔融的颗粒组成，这些液滴处在等离子射流的中心线上，输入到液滴的能量较多，能够使颗粒和团聚体充分熔化；烧结区由颗粒撞击基板产生，液滴处于等离子射流的外围，输入到这些液滴的热量可能足以烧结小颗粒和较大的团块，但无法将其熔化。

图1 等离子体焰流中悬浮液滴的演化[12]Fig.1 Evolution ofsuspension droplets in plasma flame[12]

Candidato 等[8]也对悬浮液在飞行过程中的液滴演化及沉积机理进行研究，将液体注入等离子焰流中并喷涂到基板上，发现液滴的3 种沉积机制如图2 所示。图2 中(a)表示液滴中部分水蒸发，使溶液浓度提高，产生过饱和现象，且过饱和先于液滴周围HA 的均质成核和固体壳的形成。此外，由于内部蒸汽压力过高，液滴的外壳产生破裂，破裂的外壳一部分直接落在基板上，另一部分熔化为球形后撞击基板，由于蒸发，熔化粒子的尺寸会进一步减小；(b) 表示当液滴中包含小的固体颗粒时，固体颗粒会在熔化之后撞击基板。此外，由于颗粒被液体所包围，可能发生异质形核；(c)表示固体颗粒周围的部分液滴蒸发，当固体颗粒熔化之后，一部分颗粒蒸发，另一部分撞击基板。此外，Candidato 等[13]还对不同浓度的悬浮液与等离子射流接触过程中可能发生的现象以及涂层沉积机制进行了研究[13]。图3 和图4 分别为使用低浓度悬浮液和高浓度悬浮液制备的涂层的沉积机制和形貌，图5 为低浓度悬浮液和高浓度悬浮液制备的涂层的表面和截面形貌。研究发现当浓度较低的悬浮液注入等离子射流后，一部分大液滴由于受热不均，在撞击基体后会产生团聚体的沉积物。另一部分熔化的小颗粒撞击基体会附着在粗糙基体的峰上或者峰的边缘上，随着平行于基板的喷枪不断地移动，峰边缘的细小颗粒会被等离子气流横向推动。这些横向运动的粒子会使沉积物不断垂直生长，形成圆顶状的形貌结构。高浓度的悬浮液中由于溶质的浓度较高，这些液滴的表面会在等离子射流中形成结壳。随着壳内气压的增大，外壳破碎，形成更小的圆形颗粒。一方面悬浮液中的细小颗粒和圆形颗粒会在飞行中熔化，在撞击基板时形成不规则形状。另一方面，一些球形颗粒与破碎的外壳在飞行中聚集，形成颗粒簇，如图4b 所示，沉积在涂层表面时，呈现出类似于花椰菜的形貌特征，如图5c。

图2 液滴的3 种沉积机制[8]Fig.2 Possible routes for the droplets[8]

图3 使用低浓度悬浮液制备的涂层的沉积机制和形貌[13]Fig.3 Deposition mechanism and morphologies of coating prepared using low concentration suspension[13]

图4 使用高浓度悬浮液制备的涂层的沉积机制和形貌[13]Fig.4 Deposition mechanism and morphologies of coating prepared using high concentration suspension[13]

图5 低浓度悬浮液和高浓度悬浮液制备的涂层的表面和截面形貌[13]Fig.5 Surface and cross-section morphologies of coating prepared by low concentration suspension and high concentration suspension[13]

通过将悬浮液注入等离子体射流，利用SPS 工艺可以合成纳米级的HA 生物涂层。研究者在涂层的微观结构中发现致密区和烧结区2 个不同类型的区域，并对其可能形成的原因进行了分析。涂层的沉积物由细小颗粒、破裂的壳、球形颗粒和碎片壳团块所组成，这些特征的产生是由液滴的大小和液滴在等离子射流中的位置所决定的[10-12]。另一方面，只有溶液浓度对最终涂层的形态有影响，低浓度悬浮液制备的涂层的表面形貌呈现出圆顶状，高浓度悬浮液制备涂层的表面形貌则呈现出花椰菜的形状。目前悬浮液在飞行过程中的液滴演化过程仍不明确，需要对液滴在高温环境中经历的化学反应和物理转变进行深入研究。

2 制备生物涂层的影响因素

影响SPS 技术制备生物涂层的微观结构的因素可主要分为悬浮液特性、喷涂功率和速度、喷涂距离等。

2.1 悬浮液特性的影响

不同的悬浮液浓度将会使制备的生物涂层显现出不同的特征状态，d’Haese 等[14]研究了不同浓度悬浮液对等离子喷涂HA 涂层组织结构的影响，发现涂层具有丰富的孔隙结构和两层微观结构，分别是熔融的片层和细小的团聚颗粒。Mejias 等[15]研究发现，用高浓度悬浮液制备的涂层的表面显现出一种类似于花椰菜的形貌，可以观察到有细小颗粒和团聚碎片；用高浓度悬浮液制备的涂层的表面显现出圆顶状的形貌，周围聚集着细小球形颗粒。结果表明，高浓度悬浮液制备的HA 涂层更加致密且结晶性更好。

Candidato 等[13]的研究也证实了悬浮液浓度会导致涂层的形貌变化。在相同的喷涂参数下，使用高浓度悬浮液制备的单层涂层的厚度约为使用低浓度悬浮液制备的涂层厚度的2 倍，这种厚度的变化可能是由于高浓度悬浮液能够产生更多的固体物质。

制备质量均匀的纳米涂层需要稳定的悬浮液，这就要求悬浮液中的颗粒分散良好，在沉积过程中几乎没有聚集趋势。当悬浮液中的颗粒较大时，颗粒之间会产生聚集结块，导致喷涂堵塞并且会在悬浮液进料过程中产生沉降，易使涂层产生缺陷[16]。Cañas 等[16]使用2 种不同的研磨步骤在有机溶剂二丙二醇甲醚中研磨具有生物活性的非晶态玻璃粉体，获得2 种具有不同粒度分布(D50 ＝8.3 μm 和D50 ＝2.2 μm)的悬浮液，使用TiO2粘结涂层时，只有采用较细粒度的悬浮原料才能制备出黏附在基体上的涂层。

SPS 原料可以在水性和有机介质中制备得到，水和乙醇是SPS 原料制备中最常用的液体。Kozerski 等[12]在研究不同溶剂对沉积后颗粒分散状态以及形状的影响时发现，使用水基悬浮液时，涂层表面颗粒分离良好，部分颗粒熔融，呈球形，另一部分未完全熔化，呈不规则形状；而使用乙醇基悬浮液时，涂层表面颗粒分离良好且基本熔融呈球形。Cañas 等[16]对此进入深入研究，发现当使用水基悬浮液时，水蒸发时往往会带走一大部分热量，等离子体射流被冷却，从而降低飞行粒子的熔化程度；而使用乙醇基悬浮液时，乙醇在等离子射流中燃烧，等离子体射流温度会相对升高，因此，传递给粒子的热量增加，有利于粒子的熔化。故在同等的喷涂参数条件下，使用水基悬浮液会导致更多的未熔化区域产生。

悬浮液对涂层的微观结构的影响，主要体现在悬浮液的浓度、悬浮液中粉末的粒度和分散剂介质等方面。悬浮液的浓度不仅会影响涂层表面的形貌还会对涂层的厚度和致密性产生影响，高浓度的悬浮液制备的涂层更厚且致密性更好。悬浮液中粉末的粒度会影响涂层的附着力，细粒度的悬浮液原料有利于制备出与基体具有较好附着力的涂层。而不同的分散剂介质种类会影响涂层表面的熔化状态，与使用水基悬浮液的情况相比，使用乙醇基悬浮液制备的涂层的未熔化区域最少。

2.2 喷涂工艺参数的影响

喷涂功率和速度是影响喷涂质量的关键因素，高的喷涂功率有利于悬浮液溶剂的蒸发和粒子的熔化，而低的喷涂功率容易导致颗粒熔化不充分，形成团聚体。喷涂速度会影响沉积涂层颗粒的大小，喷涂速度越高，颗粒的粒径越小。除此之外，电弧电力、喷涂距离也会对涂层表面质量产生影响，随着电弧电力和喷涂距离的增加，涂层会更加致密，涂层表面颗粒的粒径也会更小。

Khor 等[17]研究发现喷涂合成的超细HA 粉末的平均粒径随着喷涂功率的增加而降低，等离子体合成粉末的粒径与喷涂功率的关系如图6 所示。分解相含量在15 kW 达到最大值，当喷涂功率超过该功率时，粉末的非晶相显著增加，并且副产物减少。

图6 等离子体合成粉末的粒径与喷涂功率的关系[17]Fig.6 Particle size of plasma synthesized powder as a function of the plasma power[17]

Tomaszek 等[18]研究发现在40 kW 的喷涂功率下，HA 涂层的微观结构显示出更少的孔隙和更好的内聚力。在更高的功率输入下，HA 分解为α-TCP、β-TCP、TTCP 甚至CaO。Candidato 等[8]在研究不同的沉积工艺参数对涂层表面的影响时，发现喷涂功率为36 kW、喷雾距离为80 mm 时，制备的涂层中HA 的含量较高。Bai 等[19]研究了喷涂功率对涂层孔隙率的影响，结果表明随着喷涂功率的增加，涂层的孔隙率值不断降低，这是由于喷涂功率的增加使得从射流到颗粒的热传递足以熔化粉末，因此会形成相对致密的涂层。

除了喷涂功率外，氢气的流速也对热量的传导起着重要作用。Xu 等[20]研究了氢气流速对HA 涂层质量的影响，发现随着氢气流速的增加，涂层呈现出更粗糙和多孔的表面。Rocˇňáková 等[21]研究了喷枪速度对SPS 沉积HA 和TCP 涂层组织、成分和厚度的影响，发现喷枪的速度越低，涂层越厚，孔隙率越高，这是由于较低的速度增加了沉积涂层在热等离子体中的暴露时间，从而促进了传热，为再结晶和晶粒生长提供了更多的能量。Unabia 等[22]研究了喷枪移动速度对HA 形貌的影响，发现500 mm/s 扫描速度下制备的涂层主要由纳米颗粒烧结的团块组成；而1 000 mm/s 扫描速度下制备的涂层主要由纳米级球形颗粒组成。

涂层表面颗粒的熔化状态与等离子体火焰的温度密切相关，随着电弧电流的增加，等离子体火焰的温度也在不断升高，从而能够得到更多的熔融颗粒。Zheng等[23]研究了电弧电流对HA 结晶度的影响，发现低电流会导致颗粒熔化不充分，而高电流可能会导致颗粒蒸发。HA 涂层的表面随着电弧电流的增加而变得更致密。当电弧电流从400 A 增加到600 A 时，HA 的结晶度从68.68%增加到76.84%。

喷涂距离是影响最终涂层微观结构的重要因素，当喷涂距离过大时(大于70 mm)，颗粒会在飞行中重新固化；而喷涂距离过小时(小于50 mm)，涂层表面会出现大量熔化的颗粒团聚体[24]。Unabia 等[22]研究了不同的喷涂距离对HA 涂层的微观形貌的影响，发现喷涂距离为50 mm 时，涂层表面存在纳米颗粒的团聚体；在喷射距离为60 mm 时，涂层表面存在小团聚颗粒和破裂的外壳的细晶粒组织；当喷射距离为70 mm 时，在涂层表面观察到具有烧结纳米颗粒的团聚体。

目前开发纯度更高的HA 涂层依旧困难，一方面HA 涂层的热稳定性较差并且会产生许多分解阶段，在高功率、大电流和短的喷涂距离下制备的HA 涂层具有良好的附着力和高的致密性，但由于等离子体温度的增加，会导致HA 颗粒的剧烈分解，因此需要通过优化操作参数，在不使用大功率的情况下制备符合性能要求的生物涂层。另一方面需要更细小的原料制备悬浮液，选择合适的悬浮液介质以提高原料的溶解性，需要精确地优化悬浮液的性能。

3 纳米HA 生物涂层的性能研究

生物材料是专门为修复和重建人体受损部位而设计的，如用于髋关节、膝关节、牙齿等的替换。HA 作为一种生物活性材料，已广泛应用于骨科和牙科等生物医学领域[25]。HA 因其化学成分与天然骨组织相似，具有良好的生物相容性，在骨修复领域得到了广泛研究。目前常通过改变涂层制备工艺、制备参数、掺杂无机抗菌材料研究HA 涂层的性能。

3.1 力学性能

HA 涂层对医用植入体的积极影响，包括植入体对宿主组织的快速固定、更强的骨-植入体结合、骨-植入体界面上均匀的骨生长、减少金属离子从植入体释放到体内。理想的用于骨科植入物的HA 涂层应是一种孔隙率低、内聚强度强、与基板结合力好、结晶度高、化学纯度和相稳定性高的涂层[26]。

Łatka 等[10]在钛基板上喷涂HA，将所得涂层在模拟体液(SBF)中浸泡不同时间，观察涂层微观结构，研究涂层在SBF 中的浸泡时间对其力学性能的影响，结果表明，涂层的弹性模量不随浸泡时间而改变；而浸泡的时间越久，涂层的硬度越大，最大莫氏硬度可达到1 GPa，这是由于SBF 溶解了HA 涂层中的细小晶粒，使得涂层中剩下了硬度较大的颗粒层片。Renghini 等[27]研究了HA 涂层厚度对其残余应力和粘接强度等力学性能的影响，发现厚度较薄的HA 涂层(约为50 nm)的残余应力比较厚的HA 涂层(＞80 nm)的残余应力高，这可能是由于涂层具有较高的孔隙率和微裂纹，较高的孔隙率和微裂纹会导致残余应力松弛；当涂层厚度为50 nm 时，附着力高达(37±2.2) MPa，是传统等离子喷涂HA 涂层的2 倍。涂层的制备方法会对涂层的力学性能产生不同程度的影响，在不同的应用场景下需采用不同的制备方法。Hameed 等[28]对比了大气等离子喷涂(APS)和SPS 制备的HA 涂层的结构和性能，发现HA-APS 涂层具有更高的硬度以及较为致密的组织结构；HA-SPS 涂层的孔隙率及耐腐蚀性能较好、结合强度较高，不同制备参数(见表2)下制备的HA-APS和HA-SPS 涂层的粗糙度、孔隙率、黏合强度和硬度对比见图7。Aruna 等[29]对比了溶液前驱体等离子喷涂(SPPS)和SPS 共2 种方法在Ti6Al4V 合金表面制备HA 涂层的结构及性能，发现HA-SPS 和HA-SPPS 涂层表现出相似的结晶度，分别为76.95%和77.41%；HA-SPS涂层表现出较高的生物相容性，在培育72 h 后成骨细胞(MG-63)的细胞活性高达97%；HA-SPS 涂层具有更优的耐腐蚀性和耐磨性。

图7 不同制备参数下制备的HA-APS 和HA-SPS 涂层的粗糙度、孔隙率、黏合强度和硬度对比[28]Fig.7 Comparison of roughness，porosity，adhesion strength and hardness of HA-APS and HA-SPS coatings prepared under different preparation parameters[28]

表2 APS-1、APS-2、SPS-1～4 的制备参数[28]Table 2 Preparation Parameters of APS-1，APS-2 and SPS-1～4[28]

3.2 抗菌性能

HA 与人体骨组织和牙齿中的主要矿物质具有相似的化学组成和晶体结构，因此适用于骨替代和重建[30]。然而，HA 优异的生物活性以及人体适宜的温度、湿度和营养也有利于细菌在其表面黏附和繁殖，导致伤口感染和植入失败[31]。因此，将抗菌成分掺入HA涂层中，对提高HA 医用植入体的抗菌能力具有重要的意义。除抗生素外，传统的抗菌介质为无机抗菌材料和聚合物抗菌材料，不同抗菌介质的优缺点如表3 所示，无机抗菌材料一般含有锶、锌、银、铜等金属[32，33]，具有良好的热稳定性、高的抗菌性和可控释放等优良特性；聚合物抗菌材料具有良好的生物降解性和止血性等特点。

表3 不同抗菌介质的优缺点Table 3 Advantages and disadvantages of different antibacterial media

锶用于治疗临床骨缺损已有多年历史，锶离子可以增强成骨细胞的活性，抑制破骨细胞的形成[34]。Hu等[35]制备了具有较高比表面积的掺锶HA(HA-Sr)涂层，并负载具有优异抗菌能力的传统中药抗菌剂盐酸小檗碱(BBH)，构建了具有良好成骨活性和抗菌能力的涂层；此外，研究了Sr 离子掺杂量对涂层组织结构和生物性能的影响，发现随着Sr 离子含量的增加，涂层结晶度逐渐降低，这是由于Sr 的原子半径较大，导致HA的晶体结构发生畸变，但这种畸变更有利于Sr 离子从晶体结构中释放，从而更好地发挥生物效应。Bhattacharjee 等[36]在Ti6Al4V 基板上制备了掺杂不同含量ZnO 以及CaF2的HA 涂层(即Zn-F-HA 涂层)，并研究了Zn2+和F-含量对HA 涂层的抗菌性能的影响，发现当ZnO 掺杂量为0.25%(质量分数，下同)，CaF2掺杂量为0.3%时，24 h 后Zn-F-HA 涂层的抗菌效率高达70%，原因是涂层中的Zn2+和F-会产生反应性氧自由基(ROS)，Zn2+还会与PsaBCA 转运蛋白结合，促进氧化应激反应(氧化应激是指自由基的产生和抗氧化系统之间的失衡)，导致细菌细胞死亡；Zn2+可以激活丝裂原活化蛋白(MAP)激酶和酪氨酸激酶，促进成骨细胞的成熟和生长，F-可以促进人体对酪氨酸磷酸化蛋白的吸收，有助于新的成骨细胞形成，因此，掺杂适量的Zn2+和F-的HA 涂层具有良好的抗菌效果和细胞相容性。

Song 等[31]分别采用APS 和液相先驱体等离子喷涂(LPPS)工艺制备了2 种具有致密和多孔结构的HA涂层，在HA 涂层中掺杂抗生素(氨苄青霉素钠盐)和羧甲基壳聚糖培养金黄色葡萄球菌；观察涂层表面组织结构发现HA-APS 涂层表面非常致密且相对光滑，而HA-LPPS 涂层具有高度多孔的结构和粗糙的表面，多孔结构增加了HA 涂层的比表面积，这将有利于聚合物抗菌材料的吸附和保留；多孔结构也有助于生成局部浓度较高的抗菌材料，从而增强对细菌的抑制作用；研究金黄色葡萄球菌的生物活性发现，负载抗生素的HA 涂层具有最好的抑菌效果，其抗菌效率约81%。

3.3 体外生物活性研究

纳米HA 涂层具有增强骨质形成、骨结合能力和抑制有害金属离子释放等优点，还可以减少细胞凋亡和促进细胞增殖[37]。

Aruna 等[38]对比了SPPS 和SPS 制备的HA 涂层，对人骨肉瘤细胞MG-63 的细胞活性展开了体外研究，发现在48 h 和72 h 后HA-SPS 涂层表面的细胞活性高于HA-SPPS 涂层，代谢活性细胞数量急剧增加。因此，HA-SPS 涂层比HA-SPPS 涂层具有更好的生物相容性。Hameed 等[39]研究了HA-APS 和HA-SPS 涂层表面间充质干细胞hMSCs 的细胞活性，发现HA-SPS涂层表现出更好的细胞活性(99.7%)，整体的结合强度高达38.84 MPa，，因此，与HA-APS 涂层相比，HA-SPS是更有潜力的生物医学应用改性涂层。Chen 等[40]采用SPS 在Ti6Al4V 基板上制备了石墨烯纳米片(GNS)增强生物医学性能的HA 涂层，并对其强化机理进行研究，发现GNS 的加入可以提高HA 涂层的生物相容性，促进细胞的增殖与分化，在培育5 d 后MG63 在570 nm波长下的光密度为1.1，即细胞增殖率110%，MG-63 细胞在不同涂层上的培育时间与细胞增值率的关系见图8。Su 等[41]对比了SPS、超音速等离子喷涂(SAPS)和悬浮液等离子微波-水热处理(SPS-MH)制备的HA 涂层在生物性能上的区别，结果表明，HA-SPS-MH 涂层的细胞黏附性比HA-SAPS 涂层和HA-SPS 涂层好；SPS-HA涂层上骨髓间充质干细胞(MSCs)的铺展面积大于HA-SAPS涂层和HA-SPS-MH 涂层；HA-SPS 涂层和HA-SPS-MH涂层对蛋白质的吸附能力优于HA-SAPS涂层，所以HA-SPS-MH 涂层具有更优的生物活性。

图8 MG-63 细胞在不同涂层上的培育时间与细胞增值率的关系[40]Fig.8 The relationship between the culture time of MG-63 cells on different coatings and the cell proliferation rate[40]

HA 具有良好的生物相容性与骨传导能力，作为涂层材料广泛用于骨修复领域，考虑到HA 材料的缺点，如脆性、低韧性、低强度等，通常在HA 中添加微量的其他元素来改善涂层的物理化学性能，如通过掺杂其他金属元素来改变结构，提高强度和电化学性能；通过添加无机抗菌材料或聚合物抗菌材料提高涂层的抗菌性能和细胞相容性；通过结合其他生物医用材料形成高性能复合材料强化涂层的生物活性。HA 作为广泛应用的生物涂层材料之一，如何改善涂层的固有脆性以实现进一步的临床应用，仍有待研究。

4 结论与展望

SPS 是近些年来开发的一种新的涂层沉积技术，SPS 将粉末与悬浮液混合注入等离子射流中，从而避免了与粉末流动性相关的问题。与传统的沉积技术相比，该技术具有高的生产率和相对较低的生产成本。HA 作为一种生物材料，具有优异的生物活性和生物相容性，在医疗领域得到了广泛应用。使用SPS 制备的HA 涂层，具有微观结构致密、附着力良好、生物活性好等特点，证实了其在生物医学应用中的潜力。但是由于悬浮液中颗粒和团块的飞行轨迹的不确定性以及溶剂的蒸发问题，会产生多孔、粗糙的涂层，导致涂层的机械强度不高。目前临床上未见有使用SPS 制备生物涂层的报道，大多数研究仍然使用大气等离子喷涂制备生物涂层。SPS 制备HA 生物涂层的主要方向如下:(1)优化工艺参数，提高原料的稳定性、涂层的附着力以及消除结晶相；(2)利用SPS 在HA 的结构中添加其他元素，实现具有附加功能的生物材料；(3)需要进一步的研究来测试HA 生物涂层在体外的长期稳定性以及细胞毒性；(4)持续推动HA 生物涂层在生物领域的研究和验证。