鈦表面功能化膜層的構(gòu)建及電化學(xué)沉積鈣磷涂層的研究.pdf

1、目前用于骨組織工程的鈦基材料，雖然其具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性及彈性模量與人骨相近等一系列優(yōu)點(diǎn)，但其呈惰性的表面性質(zhì)無(wú)法提供細(xì)胞可進(jìn)行識(shí)別的特定位置信息，使其不具備良好的細(xì)胞相容性。生物材料的細(xì)胞相容性與其的表面性質(zhì)，如表面形貌、表面自由能、表面親疏水性和表面電荷等因素有關(guān)。因此有必要對(duì)鈦基材料進(jìn)行表面改性，通過(guò)表面化學(xué)處理技術(shù)或涂層技術(shù)可在材料表面產(chǎn)生特殊活性功能膜層，在賦予材料表面良好的細(xì)胞相容性的同時(shí)，又可以保留材料本體的性質(zhì)

2、如化學(xué)與物理機(jī)械性能等不發(fā)生改變，可制備出生物相容性良好的鈦基植入體材料。
　　本文首先通過(guò)Piranha溶液（體積比H2SO4∶H2O2=7∶3）處理在醫(yī)用鈦表面形成納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的氧化層。利用自組裝技術(shù)在材料表面接枝十八烷基三氯硅烷(OTS)膜，并進(jìn)行紫外光照，探討不同電化學(xué)沉積條件對(duì)鈣磷涂層微觀形貌及結(jié)構(gòu)的影響。通過(guò)電化學(xué)方法使鈣磷涂層在紫外輻射下的OTS功能化鈦表面可控沉積，通過(guò)X射線衍射儀(XRD)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-

3、SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)鈣磷涂層進(jìn)行了表征，利用Scherrer公式對(duì)不同沉積條件下鈣磷晶粒尺寸進(jìn)行了探討。結(jié)果表明改變參數(shù)，鈣磷涂層的微觀形貌不同，且其晶粒大小不一，尺寸范圍在12.46nm～190.1nm之間。進(jìn)一步探討OTS膜層紫外光照前后親疏水性對(duì)電化學(xué)沉積鈣磷涂層的影響。利用傅里葉變換紅外譜儀(FTIR)、接觸角測(cè)定儀、XRD、FE-SEM對(duì)OTS膜和鈣磷涂層進(jìn)行了表征和分析。結(jié)果表明活性鈦表面OTS的水接觸角（1

4、09.8±2.1°）經(jīng)UV輻照后降低到63.4±1.8°，其表面能由37.50mJ·m-2增加到45.18mJ·m-2，研究結(jié)果證實(shí)經(jīng)UV輻照120min后的Ti-OTS表面鈣磷涂層更均勻有序，有望能提高植入材料的穩(wěn)定性。
　　另一方面，通過(guò)在羥基化鈦表面自組裝三種含有不同功能基團(tuán)(-CH3、-NH2、-C(O)C)的硅烷偶聯(lián)劑，由于官能團(tuán)的作用賦予材料表面特定功能化，研究鈦材料表面的成分、結(jié)構(gòu)、形貌、能量狀態(tài)、親（疏）水性能和電