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背景:钛合金是骨科和口腔科最常用的植入物材料。钛合金材料之所以得到广泛应用,是因为其具有良好的生物相容性,较强的抗腐蚀能力和优秀的机械性能。但是众所周知,钛合金表面一般是惰性的,这就可能与周围骨组织结合不稳定继而发生无菌性松动,最终导致植入手术失败。在植入物表面沉积功能涂层是一种重要且行之有效的表面改性手段,而且有较好生物活性的涂层可以增强钛合金的生物相容性、骨整合性和机械性能。目前过渡金属氮化物(TMeN)和碳化物(TMeC)涂层在生物医学领域受到了极大的关注。它们具有优秀的性能如:良好的生物相容性、骨引导性和耐腐蚀性能等,这些卓越的性能使其有望应用于骨科和口腔科植入物领域。尤其是过渡金属钽(Ta)及其氧化物、氮化物等因为具备可以促进细胞黏附增殖及分化的性能引起了极大的关注。但关于Ta、N、C复合涂层的相关研究仍属空白。目的:通过磁控溅射技术在钛合金表面制备Ta、N、C复合体系涂层并验证其生物相容性和成骨活性。方法:通过磁控溅射方法沉积TaC涂层并通过掺入氮原子调制其化学成分。在第一部分研究中,我们制备了TaC涂层并掺入N原子制备TaCN涂层。通过使用X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)和纳米介质检测,研究了TaC和TaCN涂层的微观结构和机械性能的演变,通过兔骨髓干细胞的培养实验评估涂层的生物相容性和成骨活性。在第二部分研究中,我们用N原子完全替代C原子,制备了TaN涂层。在后续实验中表征了TaN涂层的微观结构和化学特性,同时对其生物相容性和成骨活性进行研究。结果与结论:TaC、TaCN、TaN三种涂层均促进细胞的早期黏附,细胞能以较好的形态在涂层表面生长。其中掺入N原子的TaCN和TaN涂层在促细胞增殖方面表现更佳,第4、7天细胞数量均明显多于对照组(P<0.05)。TaC几乎对成骨没有任何影响,而TaCN和TaN促进了钙结节的沉积并上调了ALP的分泌,具有良好的成骨活性。基于这些结果表明N原子的加入提高了涂层的生物相容性,能够促进细胞增殖。同时N原子提高了涂层的生物活性,促进了骨髓干细胞成骨分化。TaC、TaCN、TaN三种涂层均有望应用于骨科植入物领域,尤其是钛合金人工关节假体表面改性领域。