Ti-X(Ge、Ga)合金的顯微組織和生物性能研究.pdf

1、本文利用真空電弧熔煉技術制備了Ti-xGe(x=2、5、10、20wt.％)和Ti-xGa(x=5、10、15、20wt.％)兩種新型二元鈦合金系列,考察了其顯微組織、相組成、力學性能、電化學腐蝕性能、離子溶出行為和體外細胞毒性,探討了其作為牙科材料的可行性。
　　 研究發(fā)現(xiàn):隨Ge含量的增多,Ti-Ge合金從單一的α-Ti相轉變?yōu)棣?Ti相和Ti5Ge3第二相的雙相組織。Ti-5Ge合金具有最佳的綜合力學性能。以α-Ti相為主

2、的Ti-2Ge和Ti-5Ge合金在模擬唾液中具有類似于純Ti的優(yōu)異耐腐蝕性能,以及比純Ti更高的氟離子抗力。但是Ge的過量添加會使基體中析出TisGe3金屬間化合物,Ti5Ge3金屬間化合物和α-Ti基體之間由于電位不同,形成腐蝕原電池,從而導致電偶腐蝕而使合金的耐蝕性能下降。浸泡實驗結果表明所有的Ti-Ge合金在添加NaF和乳酸的模擬唾液中(本實驗所選的最苛刻的測試環(huán)境),每日的離子溶出量均遠低于每日膳食攝入量,在可接受的范圍之內。同

3、時體外細胞毒性測試結果表明Ti-Ge合金的對L929細胞和MG63細胞不具有明顯的細胞毒性,和生物相容性優(yōu)異的純Ti類似。Ti-xGe(x＜7wt.％)合金適合發(fā)展成為一種新型的牙科修復材料。
　　 Ti-Ga合金(Ga含量低于17wt.％時)為單一的α-Ti相。Ti-15Ga,合金相對與純Ti,其力學性能大大改善;干摩擦磨損和濕摩擦磨損條件下,耐磨性能均隨Ga含量增加單調增加。電化學腐蝕測試結果表明在模擬唾液中,Ti-Ga合金

4、的自腐蝕電流密度和維鈍電流密度接近純Ti,表明Ga的加入并未顯著降低純Ti的優(yōu)異耐蝕性能。在含氟的模擬唾液中,Ti-Ga合金表面的鈍化膜破裂后很快就發(fā)生了再鈍化。但是純Ti在表面鈍化膜破裂后,電流密度增大到一個相對較大的值時才發(fā)生再鈍化。采用浸提液法和四甲基偶氮唑鹽比色法(MTT)評價了Ti-Ga合金的體外細胞毒性,發(fā)現(xiàn)Ti-Ga合金對L929細胞和MG63細胞表現(xiàn)出輕微的毒性。但是兩種細胞系的相對增殖率并不隨Ti-Ga合金中Ga含量增