Ti-15Mo-3Nb合金表面活化處理及其生物相容性的研究.pdf

1、本文研究和制備了不含毒性元素且具有較好生物相容性和力學相容性的β型Ti-15Mo-3Nb鈦合金，并對鈦合金的組織、成分及性能進行研究。依次用硝酸和KOH水溶液活化處理其表面。通過這種化學活化的方法制備生物活性表面，誘導羥基磷灰石在其表面形成，通過模擬體液培養(yǎng)得到HA/鈦酸鉀/鈦合金梯度復合材料，對于其界面之間的結合進行研究?；瘜W處理方法對鈦合金進行活化，通過SEM、EDS、XRD觀察分析表面形成的涂層，對其顯微形貌、相組成、涂層與基體間

2、的結合狀態(tài)進行分析，得到了最佳處理工藝，探討了活化機理。結合體內外實驗，包括細胞毒性實驗和皮下埋植實驗，綜合評價所制備復合材料的生物相容性。結果表明： 1.利用非自耗真空電弧凝殼爐制備得到了高質量的Ti-15Mo-3Nb鈦合金，其組織為均勻的β相組織。酸堿處理在Ti-15Mo-3Nb合金表面提供了一個生物活性梯度結構，表面形成細密的網孔狀結構，多孔網狀結構的成分是鈦酸鉀(K2Ti8O17或K2Ti2O5)和二氧化鈦。得到最佳的處

3、理工藝為HNO3處理后，在110℃下，2M的KOH溶液，處理5小時。 2.通過模擬體液培養(yǎng)得到HA/鈦酸鉀/鈦合金梯度復合材料。材料從模擬體液中吸收了鈣磷離子，羥基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]在鈦酸鉀凝膠層的多孔網狀結構上形核長大。預鈣化明顯的增強了鈣磷層在鈦合金的改性表面上的沉積能力。最終在鈦合金表面形成了生物活性梯度涂層，增強了與活骨的結合能力。 3.HA/鈦酸鉀/鈦合金和Ti-15Mo-3Nb鈦合金兩種

4、骨替代材料進行細胞毒性評價，兩種骨替代材料對成骨細胞生長無抑制作用，未發(fā)生細胞毒性反應，可見二者均具有良好的細胞相容性。HA/鈦酸鉀/鈦合金復合材料較之鈦合金材料有更好的成骨性。 4.材料植入皮下組織后，早期有炎癥反應，4周后炎性浸潤明顯減輕，12周炎癥反應消失。材料植入1周可見結締組織增生形成的囊壁，疏松且厚，不完整包裹材料，組織成分為纖維母細胞和纖維細胞。4周后，囊壁逐漸變薄，開始形成膠原纖維組織。12周囊壁菲薄，為膠原纖維