新型鈦鈮鋯錫合金生物學(xué)性能研究.pdf

1、鈦及鈦合金以其優(yōu)越的生物學(xué)性能及力學(xué)性能已被廣泛的應(yīng)用在了口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。但是傳統(tǒng)的Ti-6Al-4V，雖然其強(qiáng)度及加工性能優(yōu)于純鈦，但其耐磨性差，且其含有Al、V這兩種對人體有害元素。因此近年來研究開發(fā)生物相容性好，低彈性模量的新型鈦合金就成為了國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的焦點。 本課題研究的合金，是由中國科學(xué)院沈陽金屬研究所新研發(fā)的β-鈦合金，鈦鈮鋯錫合金（Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn），其具有低彈性模量、高強(qiáng)度、高韌性、高疲勞強(qiáng)度

2、和抗腐蝕性，是一種綜合性能良好的生物鈦合金。但其生物安全性和生物相容性還有待于研究，以便為臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。 材料的表面是與生物體直接接觸的部位，因此材料的表面性能對材料的生物學(xué)性能有著直接且重要的影響。本文采用掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜分析（EDS）、X射線衍射（XRD）和表面接觸角及表面能測量等方法對試樣的表面組成以及表面性能進(jìn)行研究，進(jìn)而分析其對材料生物學(xué)性能的影響。 材料的生物學(xué)性能包括生物安全性、生物相容性

3、和生物功能性三種性質(zhì)。三者之間既存在密切的關(guān)系，又有所區(qū)別。本文根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)以及醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)就材料的生物安全性和生物相容性進(jìn)行了實驗研究，其中生物安全性檢測進(jìn)行了細(xì)胞毒性試驗、溶血試驗、口腔粘膜刺激試驗、短期全身毒性試驗（經(jīng)口途徑）。生物相容性檢測進(jìn)行了細(xì)胞附著動力學(xué)實驗、細(xì)胞的掃描電子顯微鏡觀察實驗、附著細(xì)胞計數(shù)實驗、細(xì)胞骨架蛋白（actin & vinculin）的免疫組織化學(xué)染色實驗、堿性磷酸酶活性測試實驗。 實驗結(jié)果如下

4、： 1、材料表面性能檢測：掃描電鏡、能譜分析、X射線衍射顯示該合金表面由Ti金屬、Sn金屬、NbTi4以及Nb6Sn5等成分組成；接觸角及表面能測試顯示該合金與純鈦的表面能沒有顯著性差異。 2、材料的生物安全性檢測：細(xì)胞毒性試驗結(jié)果顯示該合金無細(xì)胞毒性；溶血試驗結(jié)果顯示該合金溶血率為0.2％，符合GB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溶血率< 5％ 的標(biāo)準(zhǔn)；口腔粘膜刺激試驗結(jié)果顯示該合金無刺激性；短期全身毒性試驗（經(jīng)口途徑）顯示該合金無短期全身

5、毒性。 3、材料的生物相容性檢測：成骨細(xì)胞在材料表面的貼附、增殖情況與對照組間無顯著性差異；細(xì)胞在材料表面伸展良好, 粘附牢固, 并具有良好的細(xì)胞形態(tài)及增殖率；骨架蛋白actin、vinculin染色顯示細(xì)胞在材料表面伸展良好, actin、vinculin表達(dá)增強(qiáng)；堿性磷酸酶活性逐漸增加；電子顯微鏡觀察顯示細(xì)胞與材料間附著良好。 通過上述結(jié)果可以得到以下結(jié)論： 1、新型鈦鈮鋯錫合金的表面性能良好，預(yù)計對材料生物