Cu納米顆粒負(fù)載TiO2多孔涂層的制備及其生物學(xué)性能研究.pdf

1、鈦及鈦合金因其密度小、比強(qiáng)度高、彈性模量低等良好的力學(xué)性能，是外科手術(shù)器械、種植體、心血管支架等常用的金屬材料。然而，鈦及鈦合金存在無抗菌性能，生物活性差，耐蝕性能弱等缺點(diǎn)，植入生物體內(nèi)容易引發(fā)植入部位感染，種植體松動(dòng)等問題，這些都嚴(yán)重制約了鈦及鈦合金在生物醫(yī)學(xué)方面的廣泛應(yīng)用。因此，制備抗菌性能優(yōu)良、耐蝕性能較強(qiáng)的生物活性涂層能夠較好的滿足臨床上的需求。本文采用微弧氧化技術(shù)，通過在電解液中分別加入0、0.3和3.0g的Cu納米顆粒，在純

2、鈦表面制備出不同銅含量的微弧氧化涂層。對涂層的結(jié)構(gòu)特征、抗菌、耐蝕及生物學(xué)性能進(jìn)行了評價(jià)。研究結(jié)果表明：
　?。?）采用微弧氧化技術(shù)在純鈦表面制備的0Cu、0.3Cu和3.0Cu涂層表面呈疏松多孔結(jié)構(gòu)，微孔分布均勻，孔徑從幾十納米到5微米不等，涂層厚度為5~10μm。涂層主要由銳鈦礦相和純鈦相構(gòu)成，各涂層銅含量分別為0、1.3和2.76 at.％，主要以銅單質(zhì)和CuO的形式存在。0.3Cu和3.0Cu在磷酸鹽緩沖液中浸泡初期快速、

3、大量的釋放Cu2+，浸泡后期 Cu2+釋放速度減緩，3.0Cu涂層中Cu2+釋放量最大。
　?。?）采用平板計(jì)數(shù)、細(xì)菌形貌和熒光染色的方法評價(jià)了微弧氧化涂層表面金黃色葡萄球菌的活性。結(jié)果表明，0.3Cu和3.0Cu涂層具有良好的抗菌性能，抗菌率達(dá)到99%以上。0Cu涂層無抗菌性能，細(xì)菌在0Cu表面可正常的生長繁殖。
　?。?）開路電位和極化曲線結(jié)果顯示，純鈦經(jīng)微弧氧化后耐蝕性能明顯增強(qiáng)，涂層中銅的摻入對耐蝕性能影響不大。

4、r>　?。?）3.0Cu涂層對MC3T3-E1成骨細(xì)胞初期的粘附?jīng)]有明顯影響，但細(xì)胞在其表面培養(yǎng)1d后，3.0Cu涂層對成骨細(xì)胞顯示出較高的細(xì)胞毒性。0Cu和0.3Cu涂層對成骨細(xì)胞增殖、分化具有促進(jìn)作用，且能促進(jìn)表面成骨細(xì)胞膠原分泌，加快細(xì)胞外基質(zhì)礦化，促進(jìn)涂層與宿主骨之間的骨性結(jié)合。
　　（5）微弧氧化涂層能促進(jìn)人體血管內(nèi)皮細(xì)胞ECs的增殖、分化，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)NO和VEGF的分泌，且隨涂層中銅含量的增加，內(nèi)皮細(xì)胞活性增強(qiáng)，NO和