论文部分内容阅读
钛及钛合金具有较低的弹性模量,高的比强度,良好的耐腐蚀性能和生物相容性,作为生物移植材料有着广泛的应用前景。对于骨移植材料,要求材料具有良好的生物活性以促进骨组织快速结合。但钛及钛合金本身是生物惰性材料,因此,本论文以纯钛作为研究对象,采用阳极氧化法首先在钛表面制备出了TiO2纳米管阵列,研究了阳极氧化工艺参数对TiO2纳米管阵列形貌的影响,并对TiO2纳米管阵列的亲水性和生物相容性进行了评估。在此基础上,采用电化学沉积法制备出了Ti/TiO2阵列/羟基磷灰石(HA)涂层,研究了该涂层的界面结合强度及其生物相容性。其主要结论如下:(1)以NH4F/丙三醇为电解液,采用阳极氧化法,在纯钛表面成功地原位生长出有序的TiO2纳米管阵列,并研究了工艺参数对TiO2纳米管阵列形貌的影响。研究结果表明:在氧化电压20V,氧化时间12h,氧化温度30℃条件下所生长出的TiO2纳米管阵列排列规则有序,纳米管管径在40-140nm之间,管长大于4μm,在550℃退火后,TiO2纳米管为锐钛矿型。(2)对该TiO2纳米管阵列的亲水性和生物相容性进行了评估。结果表明:该TiO2纳米管阵列具有优异的亲水性能,体外细胞毒性实验表明TiO2纳米管阵列无明显毒性,具有良好的生物相容性,同时研究结果表明亲水性越好的TiO2纳米管阵列生物相容性更佳。(3)采用电化学沉积法,在TiO2纳米管阵列成功地沉积得到Ti/TiO2/nHA复合涂层,并研究了工艺参数对HA涂层形貌的影响。研究结果表明:在沉积电流密度3mA/cm2,氧化时间30min,沉积温度50℃条件下所沉积的HA涂层表面平整,晶粒尺寸均匀,晶粒呈垂直排列,彼此之间存在一定的间隙,晶粒为纳米尺寸,在60-120nm之间。(4)对该涂层的结合强度和生物相容性进行了评估。结果表明:该涂层的结合强度为26.7±2MPa,显著地提高了基体与涂层之间的结合强度。体外细胞毒性实验表明,该涂层无明显毒性,生物相容性良好。