生物活性纳米TiO及TiO/HA复合陶瓷的研究

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钛金属在临床上已广泛应用,钛表面覆盖有一层二氧化钛薄膜,因此在生理环境中,主要是二氧化钛与组织发生反应。同时,纳米二氧化钛具有良好的耐生理腐蚀性,自清洁性和抗菌效果,这就意味着纳米二氧化钛有可能成为一种良好的生物活性材料。   本论文通过制备纳米级的TiO2、TiO2/HA陶瓷,研究了各种表面活化方法对TiO2、TiO2/HA陶瓷表面类骨磷灰石层形成、成分和形貌的影响,分析了磷灰石层在TiO2、TiO2/HA陶瓷表面的形成机理。并用MTT法,考察了TiO2、TiO2/HA陶瓷对成骨细胞的影响。   实验制备了TiO2、TiO2/HA陶瓷,结果表明,制备的TiO2陶瓷的晶粒约为500~1000nm,而TiO2/HA复合陶瓷晶粒尺寸大约为几十纳米,很好的保持了纳米结构,达到预期效果。HA的加入有效的抑制了TiO2晶粒在烧结过程中的长大。力学测试表明两种陶瓷力学性能与人体致密骨相仿,而TiO2/HA复合陶瓷   i的力学性能明显优于TiO2陶瓷。HA作为生物活性材料,它的加入,不仅能提高TiO2陶瓷的生物活性,而且提高了生物力学性能。   通过加速钙化溶液(FCS)考察了碱热处理、酸碱处理和预钙化处理对TiO2类骨磷灰石层的影响,结果表明,三种表面处理方法都赋予了TiO2陶瓷生物活性。同时,进一步比较了TiO2陶瓷碱热处理前后在SBF溶液中类骨磷灰石的形成能力。   为了进一步提高TiO2陶瓷的生物活性,我们在TiO2中添加了羟基磷灰石(HA),制备了TiO2/HA复合陶瓷。结果表明,HA的加入大大提高了TiO2陶瓷的生物活性,同时,碱热处理后也提高了它的生物活性。   生物学评价结果显示,TiO2、TiO2/HA陶瓷与成骨细胞复合培养后,对细胞活性没有抑制,四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法结果显示,TiO2/HA陶瓷比TiO2更利于细胞分化、增殖。
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