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1、TiNi合金以其形狀記憶效應(yīng)、超彈性、良好的生物相容性、耐磨性及耐腐蝕性而在臨床和醫(yī)療器械等方面得到了廣泛關(guān)注,已被廣泛用于牙科、骨科和介入治療等領(lǐng)域。與現(xiàn)有的TiNi合金相比,通過大塑性變形法制備的超細(xì)晶TiNi合金具有更高的超彈性、更低的彈性模量等性能,是一種很有應(yīng)用前景的生物醫(yī)用金屬材料。本文圍繞著超細(xì)晶TiNi合金生物相容性表面改性和揭示超細(xì)晶對(duì)表面改性的效應(yīng),所開展的工作和取得的創(chuàng)新性成果如下:
研究了常規(guī)TiN
2、i合金和超細(xì)晶TiNi合金電化學(xué)拋光表面的形貌、耐腐蝕性能、微動(dòng)摩擦磨損性能和生物活性。結(jié)果表明:與常規(guī)TiNi合金電化學(xué)拋光表面相比,超細(xì)晶TiNi合金電化學(xué)拋光表面具有更多小尺寸(納米尺度)蝕坑,更高的抗模擬體液電化學(xué)腐蝕性能(后者的腐蝕速率是前者的1/5),更低的摩擦系數(shù)、更高的耐磨性,以及更高的生物活性(后者在模擬體液中Ca-P層的生長(zhǎng)速率是前者的2.8倍)。
研究了電化學(xué)拋光時(shí)間(1min,3min)對(duì)常規(guī)和超細(xì)
3、晶TiNi合金表面形貌與生物活性的影響。結(jié)果表明:電化學(xué)拋光時(shí)間從1min增加到3min時(shí),常規(guī)TiNi合金表面納米尺度蝕坑數(shù)量增多,但僅輕微提高了其生物活性(模擬體液中Ca-P層的生長(zhǎng)速率),而超細(xì)晶TiNi合金表面納米尺度蝕坑數(shù)量大幅減少,生物活性雖大幅降低,但仍顯著高于常規(guī)TiNi合金。這一結(jié)果說明,除了增加納米尺度蝕坑形貌外,組織超細(xì)化也是提高生物活性的一個(gè)有效方法。
研究了常規(guī)TiNi合金和超細(xì)晶TiNi合金陽(yáng)極
4、氧化表面的形貌、耐腐蝕性能、微動(dòng)摩擦磨損性能和生物活性。結(jié)果表明:與常規(guī)TiNi合金表面氧化膜相比,超細(xì)晶TiNi合金表面氧化膜具有數(shù)量略多的微米尺度溝壑,更高的抗模擬體液電化學(xué)腐蝕性能(后者的腐蝕速率是前者的1/30),更低的摩擦系數(shù)(0.3vs0.1)、更高的耐磨性,以及較高的生物活性(模擬體液中Ca-P層的生長(zhǎng)速率)。
研究了陽(yáng)極氧化處理時(shí)間(3min,9min)對(duì)常規(guī)TiNi合金和超細(xì)晶TiNi合金表面形貌與生物活
5、性的影響。結(jié)果表明:與常規(guī)TiNi合金陽(yáng)極氧化表面相比,超細(xì)晶TiNi合金陽(yáng)極氧化表面含有數(shù)量略多的微米尺度溝壑,生物活性亦較高;氧化時(shí)間從3min增加到9min時(shí),合金的氧化程度增加,常規(guī)TiNi合金的生物活性(模擬體液中Ca-P層的生長(zhǎng)速率)顯著增加,而超細(xì)晶TiNi合金的生物活性僅輕微增加,Ca/P比都出現(xiàn)明顯下降(分別從1.68到1.44,1.62到1.43)。
本文的研究結(jié)果首次發(fā)現(xiàn),TiNi合金的組織超細(xì)化能大
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