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钛基合金作为人体植入材料,具有低密度、高强度、低弹性模量、生物相容性优良等特点,但其植入时与人体组织的界面结合差,且易引发感染等,使其应用也受到诸多限制。表面改性有助于改善钛材料的骨结合性能和抗菌性能,扩展其应用。在诸多改性方法中,水热法工艺简便、成本低廉,可用于形状复杂的植入体。本文采用水热法,研究了在钛材料表面原位制备生物活性和抗菌功能薄膜的工艺和机理。首先,研究了TLM(Ti-25Nb-3Zr-2Sn-3Mo)水热合成羟基磷灰石涂层的的过程。分别以3.3mmol/L的Ca3(PO4)2,10mmol/L的CaHPO4和10mmol/L的Ca(H2PO4)2溶液作为水热介质,分别200℃水热处理16h。三种试样表面均含有锐钛矿型的TiO2,但只有CaHPO4和Ca(H2PO4)2均含有羟基磷灰石纳米颗粒,微观下CaHPO4介质中生成的羟基磷灰石颗粒最密集。EDS表明膜层中的纳米颗粒为Ca和P元素,XPS证实Ca和P是以羟基磷灰石形式结合。CaHPO4介质水热处理的试样在模拟体液中浸泡15天后,XRD检测出了羟基磷灰石,表明水热处理钛具有生物活性。电化学测试也表明该膜层降低了TLM的腐蚀电流密度,从7.75nA/cm2降低到了7.35nA/cm2,增强了其耐蚀性能。其次,研究了TLM合金表面水热合成含银二氧化钛抗菌薄膜的方法和性能。以10mmol/L的硝酸银溶液为水热介质,将TLM在200℃分别水热处理12h,24h。合金表面形成了含银的锐钛矿TiO2纳米膜;合金表面钛和铌转化为TiO2和Nb2O5,银以金属态存在;该膜层在253nm紫外光照射30min后,与水接触角从108°降低到10°以下,具有光致亲水性;该纳米膜在大肠杆菌和金黄葡萄球菌的培养基中培养24h后,均产生了明显的抑菌圈,尤其对金黄葡萄球菌的抑菌圈更宽,其对金黄葡萄球菌的抗菌性能更优。最后,研究了溶胶凝胶-水热复合方法在钛表面制备纳米结构羟基磷灰石涂层的方法。预制生物玻璃溶胶;将钛试片上在溶胶中两次用浸渍提拉,并制备成凝胶膜,煅烧后在表面制得生物玻璃膜;以10mmol/L的CaHPO4作为反应介质,200℃水热处理12h。SEM显示了在钛基体表面的形成了纳米棒和纳米片状结构的薄膜,EDS表明该纳米结构薄膜含Ca、P元素,而XPS则表明Ca元素和P元素以羟基磷灰石方式结合,XRD检测到羟基磷灰石的衍射峰。电化学测试表明,溶胶凝胶-水热复合方法制备的羟基磷灰石膜层改善了钛基体的耐蚀性。