復(fù)合氧化物納米結(jié)構(gòu)的生物學(xué)性能研究.pdf

1、純鈦及其鈦合金由于其與骨近似的彈性模量、良好的生物相容性及在生物環(huán)境下的優(yōu)良耐腐蝕性能等被廣泛用于人工髖關(guān)節(jié)、牙科和整形外科植入物等。然而,鈦及其鈦合金與骨僅是一種簡(jiǎn)單嵌合型骨連結(jié),并非化學(xué)骨連結(jié),因此它可以導(dǎo)致植入物和宿主骨之間連結(jié)的松動(dòng)而最終導(dǎo)致聯(lián)結(jié)失效。普遍認(rèn)為,對(duì)于人工生物材料,基本安全要求是,在體內(nèi)環(huán)境條件下,生物材料表面類骨磷灰石的形成,能促使其與宿主骨形成化學(xué)骨連結(jié)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,中間過渡層可以對(duì)HAP涂層和金屬基體之間形成

2、化學(xué)骨連結(jié)產(chǎn)生重要影響。在鈦合金表面制備出穩(wěn)定的氧化鈦納米結(jié)構(gòu)有望改善其生物活性,并且這種納米結(jié)構(gòu)將會(huì)加強(qiáng)金屬基體和磷灰石的結(jié)合強(qiáng)度。通過陽極氧化方法可以在純鈦或鈦合金表面形成氧化鈦基復(fù)合納米結(jié)構(gòu)。本文探討了純鈦及鈦合金(包括Ti35Nb、Ti35Nb5Zr、Ti35Nb10Zr和Ti35Nb15Zr合金,以及時(shí)效態(tài)Ti35Nb5Zr合金)的陽極氧化工藝,主要研究了復(fù)合納米氧化物非晶納米結(jié)構(gòu)表面的潤濕性、體外生物活性和該納米結(jié)構(gòu)與細(xì)胞相

3、互作用的結(jié)果,并對(duì)Ti-Nb-Zr-O納米結(jié)構(gòu)的藥物緩釋性能作了初步探索。同時(shí)比較研究了純鈦金屬與Ti-O納米結(jié)構(gòu)在潤濕性和與細(xì)胞相互作用上的差異。重點(diǎn)分析了合金元素對(duì)該復(fù)合納米氧化物納米結(jié)構(gòu)的潤濕性和體外生物活性的影響,對(duì)各種納米結(jié)構(gòu)的表面潤濕性和體外生物活性進(jìn)行了研究和比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：通過陽極氧化法制備的復(fù)合氧化物納米結(jié)構(gòu),可以顯著改善鈦合金表面的生物性能。對(duì)Ti35NbxZr合金氧化體系的研究發(fā)現(xiàn)：未經(jīng)陽極氧化處理的Ti35N

4、bxZr合金表面是屬于弱親水性的,而通過陽極氧化處理得到的Ti-Nb-O和Ti-Nb-Zr-O納米管結(jié)構(gòu)則表現(xiàn)出較強(qiáng)的疏水性能。合金中Zr含量的增加可以顯著改善該納米管結(jié)構(gòu)的潤濕性,相比未摻雜的TiO2納米管,Nb、Zr摻雜的TiO2納米管具有更快的誘導(dǎo)磷灰石形成速率,同時(shí)Nb、Zr摻雜的納米結(jié)構(gòu)也具有與未摻雜的TiO2納米管相類似的細(xì)胞貼附性。對(duì)于慶大霉素/Ti-Nb-Zr-O納米結(jié)構(gòu)載藥系統(tǒng)的研究表明,高含量載藥量的釋放過程比低含量