鈦基體生物活性涂層的仿生制備與表征.pdf

1、為了制備可用于臨床實(shí)踐的鈦基羥基磷灰石生物活性涂層，本試驗(yàn)采用仿生法來制備鈦基體表面生物活性涂層，選用添加有機(jī)模板劑和多倍體模擬體液法兩種方案來制備該種涂層；對(duì)所制備的涂層采用表面成纖維細(xì)胞及成骨細(xì)胞培養(yǎng)來檢測(cè)其生物活性，采用直接稱重體積計(jì)算法測(cè)定所制備涂層表面的孔隙率，采用螺旋測(cè)微儀來測(cè)量所制備涂層的厚度，用拉伸實(shí)驗(yàn)法來檢測(cè)涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。
　　 鈦基體的前處理過程，采用酸和酸堿聯(lián)合處理法，采用不同的緩沖溶液來控制模擬體

2、液的pH值，采用不同的預(yù)鈣化方案對(duì)經(jīng)過處理的基體進(jìn)行預(yù)鈣化。通過XRD和SEM對(duì)所制備涂層晶粒尺寸和表面晶體形貌進(jìn)行表征。結(jié)果顯示：采用酸堿聯(lián)合處理的方法能夠使基體表面產(chǎn)生大量亞微米級(jí)的微孔，在微孔表面層中還形成了大量的鈦氧化物，這樣的微孔結(jié)構(gòu)有利于非均相成核，更有利于磷灰石的形成，而且使磷灰石層與基體間的結(jié)合力又有機(jī)械結(jié)合；采用不同的緩沖溶液進(jìn)行涂層制備，結(jié)果顯示：Tris-HCl緩沖液能夠使涂層得以更好的沉積；采用不同的預(yù)鈣化溶液進(jìn)

3、行預(yù)鈣化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：飽和Ca（OH）2預(yù)鈣化所制備的涂層表面晶體含量更高，結(jié)晶度更好，比較SEM檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)飽和Ca（OH）2預(yù)鈣化所制備涂層表面晶體分布更加均勻。鈦基體表面前處理的最優(yōu)條件為：酸堿聯(lián)合處理，采用Tris-HCl作為緩沖液，飽和ca（OH）2預(yù)鈣化對(duì)基體進(jìn)行預(yù)鈣化處理。
　　 采用仿生法制備鈦基羥基磷灰石生物活性涂層，通過添加有機(jī)模板劑和多倍體模擬體液兩種方案來實(shí)現(xiàn)。添加有機(jī)模板劑制備涂層的過程中選擇的模板劑

4、為PEG4.00，PEG600，PEG1000，PEG4000，單寧酸，β-環(huán)糊精，乙二胺四乙酸，十二烷基磺酸鈉。在標(biāo)準(zhǔn)模擬體液中添加有機(jī)模板劑以后，涂層表面羥基磷灰石的含量明顯高于未添加模板劑所制備的涂層，并且涂層表面只含有羥基磷灰石相。所制備涂層表面進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)后，以單寧酸為模板劑所制備的涂層能使細(xì)胞生長(zhǎng)良好，表現(xiàn)出良好的生物活性；采用多倍體模擬體液法制備的涂層中，隨著多倍體模擬體液濃度的增加，涂層表面羥基磷灰石的含量明顯增強(qiáng)，純度

5、提高。涂層表面生物活性通過細(xì)胞培養(yǎng)來檢測(cè)，結(jié)果顯示，相同的培養(yǎng)時(shí)間下，隨著多倍體模擬體液濃度的增強(qiáng)，所制備涂層表面能表現(xiàn)出更良好的生物活性。
　　 涂層表面性能測(cè)試，兩種方法所制備的涂層經(jīng)過表面結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果顯示：涂層結(jié)合強(qiáng)度均可達(dá)到11Mpa以上，并且涂層表面厚度可達(dá)到30～50μm，涂層表面的孔隙率可達(dá)到73％～85％，該種形貌的晶體表面可表現(xiàn)出良好的生物活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，采用仿生法制備的涂層從表面結(jié)合強(qiáng)度，涂層厚度以及

6、表面形貌均有利于所得涂層的臨床應(yīng)用。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用仿生法于鈦基體表面制備生物活性涂層的方法是可行的，酸堿聯(lián)合法是鈦基體預(yù)處理的有效方法，飽和Ca（OH）2預(yù)鈣化液在HAP沉積方面優(yōu)于其他鈣化液，Tris-HCl液是控制模擬體液pH值的較理想緩沖液。鈦基體經(jīng)預(yù)處理、預(yù)鈣化和模擬體液培養(yǎng)，所得到的HAP活性涂層有利于纖維細(xì)胞和成骨細(xì)胞的附著、黏附、繁殖和生長(zhǎng)。所得涂層表面結(jié)合強(qiáng)度均可達(dá)到11Mpa以上，涂層厚度在30～5