鈦合金表面改性及其生物活性和抗菌性研究.pdf

1、鈦及其合金由于具有良好的生物相容性，在臨床上，尤其是骨移植方面得到了廣泛的應(yīng)用。然而，鈦具有生物惰性，植入體內(nèi)后易被機(jī)體當(dāng)作異物而產(chǎn)生排斥作用。因此，對金屬鈦進(jìn)行表面處理，使其具有良好的生物性能、抗剝落性能以及抗菌性以改善手術(shù)效果顯得尤其重要。鈦酸鹽是一種極為重要的無機(jī)非金屬材料，現(xiàn)已經(jīng)在光催化、傳感器以及電子等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，大量研究表明鈦酸鹽有著優(yōu)良的生物相容性，其中，CaTiO3和SrTiO3已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可。因此，本論文

2、采用水熱法對金屬鈦進(jìn)行改性，在其表面合成了鈦酸鹽(CaTiO3、SrTiO3)，并對其生物相容性進(jìn)行了系統(tǒng)的評價(jià)。此外，在鈦基上引入了抗菌劑，對其抗菌性能進(jìn)行了評價(jià)，以及對多孔鈦棒水凝膠復(fù)合材料的載藥和釋放能力做了簡單的探究。具體內(nèi)容如下:
　　首先，采用簡單易行的一步水熱法在鈦基上原位合成了鈦酸鈣涂層，并通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動物實(shí)驗(yàn)對這種形貌特殊的涂層的生物性能進(jìn)行了系統(tǒng)的評價(jià)。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在鈦螺釘表面改性生成鈦酸鈣涂層后，其對

3、細(xì)胞沒有明顯的毒性，有利于細(xì)胞的增殖、分化;動物實(shí)驗(yàn)也表明表面改性后，鈦釘?shù)纳锵嗳菪缘玫搅孙@著的提高。因此，鈦酸鈣是一種比較理想的，能夠用作提高材料生物相容性的材料。此外，我們還系統(tǒng)地探討了水熱反應(yīng)條件（反應(yīng)溫度、時(shí)間、濃度等）對合成目標(biāo)物的影響，確定其最佳合成條件為:反應(yīng)溫度是110℃;反應(yīng)時(shí)間是4h;氫氧化鈉的濃度是1M;醋酸鈣的濃度是0.04 M。
　　其次，采用相似的一步水熱法在鈦基上原位合成了鈦酸鍶涂層。系統(tǒng)的探討了合

4、成條件（反應(yīng)溫度、時(shí)間、濃度等）對合成目標(biāo)物的影響，確定該水熱反應(yīng)的最佳條件為:反應(yīng)溫度為110℃;反應(yīng)時(shí)間是4h;硝酸鍶的濃度是0.02 M。然后，在鈦片表面上引入銀離子抗菌劑以及殼聚糖抗菌劑，并研究了其抗菌性能。結(jié)果表明，經(jīng)過浸泡法引入銀抗菌劑和一步水熱法引入銀抗菌劑后，鈦片均具有良好的抗菌性能，而樣品在殼聚糖溶液中浸泡后不具有抗菌性能。
　　最后，采用3D打印技術(shù)結(jié)合電子束熔融技術(shù)制備出適合骨組織長入、孔隙率約為50％的多孔