鈦表面多級微納米結(jié)構(gòu)及其磷酸鈣涂層制備與表征.pdf

1、鈦及其合金因其高的比強度，耐腐蝕性能強及良好的生物相容性等優(yōu)點，而被廣泛用作人工骨、血管支架等生物植入金屬材料。但是鈦及鈦合金植入體內(nèi)后不易于骨組織發(fā)生有效地化學(xué)鍵合，故植入體易發(fā)生松動脫落，造成植入失敗。研究表明，鈦合金表面形貌，特別是表面微納米結(jié)構(gòu)可以有效模擬體內(nèi)微納米環(huán)境，促進蛋白質(zhì)吸附與細(xì)胞的增殖粘附、分化等。所以，將鈦表面改性，構(gòu)建表面微納米結(jié)構(gòu)可以有效地提高鈦合金與骨組織愈合速度，提高骨整合能力，促進新骨生成。磷灰石作為人體

2、骨組織的主要無機成分，對骨組織的修復(fù)愈合有良好的促進作用，但是其力學(xué)性能較差。將二者有機結(jié)合起來，在鈦合金表面沉積磷酸鈣涂層，構(gòu)建表面微納米結(jié)構(gòu)，不僅可以提高植入體的生物活性，增強骨組織與植入體之間的鍵合，而且彌補了生物陶瓷在力學(xué)方面的缺陷。
　　首先，采用水熱植酸處理，通過選取不同濃度植酸，在金屬鈦表面構(gòu)建了多級微納米結(jié)構(gòu)，然后采用仿生礦化法在鈦表面沉積了磷酸鈣晶體，運用SEM、EDX、XRD等分析設(shè)備對其物相進行表征。結(jié)果顯示

3、:(1)不同濃度植酸水熱處理得到的金屬鈦表面形貌，成分均有差異，當(dāng)植酸濃度為5 v/v％時，表面生成了1-3μm的TiO2金紅石結(jié)構(gòu)，當(dāng)植酸濃度為7.5 v/v％時，表面形成了微米/納米相結(jié)合的溝槽狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)植酸濃度為10 v/v％時，表面形成了由片層狀結(jié)構(gòu)自組裝形成的花瓣狀結(jié)構(gòu)，成分為Ti(HPO4)2與Ti(HPO4)2·H2O;(2)將三種不同的水熱植酸處理賦予的微納米結(jié)構(gòu)表面采用浸漬法預(yù)鈣化后，浸泡入過飽和鈣磷溶液中，在其表面制

4、備了磷酸鈣涂層。
　　其次，采用水熱堿處理的方法，在鈦表面制備鈦納米線狀結(jié)構(gòu)，然后通過二次水熱處理在原有鈦納米線狀結(jié)構(gòu)表面原位沉積磷酸鈣，且不改變原有鈦納米線結(jié)構(gòu)。通過對其分析發(fā)現(xiàn):(1)通過水熱堿處理得到了均勻無裂紋，長度約為4-8μm，寬度約為50-200 nm的鈦納米線狀結(jié)構(gòu);(2)通過二次水熱處理，小分子模板劑H6L調(diào)控磷酸鈣生長，在鈦納米線上原位沉積了磷酸鈣，構(gòu)建了具有多級微納米結(jié)構(gòu)的鈦表面。
　　最后將堿熱處理鈦