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(xué)相容性的β型Ti-15Mo-3Nb鈦合金，并對(duì)鈦合金的組織、成分及性能進(jìn)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(xué)活化的方法制備生物活性表面，誘導(dǎo)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(fù)合材料，對(duì)于其界面之間的結(jié)合進(jìn)行研究?；瘜W(xué)處理方法對(duì)鈦合金進(jìn)行活化，通過SEM、EDS、XRD觀察分析表面形成的涂層，對(duì)其顯微形貌、相組成、涂層與基體間

2、的結(jié)合狀態(tài)進(jìn)行分析，得到了最佳處理工藝，探討了活化機(jī)理。結(jié)合體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)，包括細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)和皮下埋植實(shí)驗(yàn)，綜合評(píng)價(jià)所制備復(fù)合材料的生物相容性。結(jié)果表明： 1.利用非自耗真空電弧凝殼爐制備得到了高質(zhì)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(gè)生物活性梯度結(jié)構(gòu)，表面形成細(xì)密的網(wǎng)孔狀結(jié)構(gòu)，多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)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(shí)。 2.通過模擬體液培養(yǎng)得到HA/鈦酸鉀/鈦合金梯度復(fù)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(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上形核長(zhǎng)大。預(yù)鈣化明顯的增強(qiáng)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(qiáng)了與活骨的結(jié)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(jìn)行細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)，兩種骨替代材料對(duì)成骨細(xì)胞生長(zhǎng)無抑制作用，未發(fā)生細(xì)胞毒性反應(yīng)，可見二者均具有良好的細(xì)胞相容性。HA/鈦酸鉀/鈦合金復(fù)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(yīng)，4周后炎性浸潤(rùn)明顯減輕，12周炎癥反應(yīng)消失。材料植入1周可見結(jié)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(xì)胞和纖維細(xì)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