微弧氧化處理的鈦鈮鋯錫合金理化性能和生物安全性研究.pdf

1、鈦和鈦合金由于具有良好的理化性能和極佳的生物相容性已經(jīng)廣泛應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，但由于其彈性模量較大，遠(yuǎn)大于牙體組織和骨組織，人們開始著眼于研制彈性模量更低的鈦合金。Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金是一種新型的β-鈦合金，具有較低的彈性模量，同時(shí)強(qiáng)度較高，適于做骨植入材料。同時(shí)，鈦和鈦合金生物活性較差，與骨結(jié)合強(qiáng)度較低，在生理?xiàng)l件下易造成金屬離子析出，解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)方法是對(duì)其進(jìn)行表面改性。本研究采用微弧氧化技術(shù)對(duì)該合金進(jìn)行表面改

2、性，并檢測(cè)其理化性能、評(píng)價(jià)其生物安全性，探討微弧氧化改性的效果。
　　研究目的
　　通過(guò)檢測(cè)經(jīng)微弧氧化處理的鈦鈮鋯錫合金的理化性能并評(píng)價(jià)其生物安全性，探討其應(yīng)用于臨床的可能性并為其今后在臨床的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　研究方法
　　1.以不同電壓和頻率對(duì)試件進(jìn)行微弧氧化處理，用掃描電鏡觀察其表面形貌，檢測(cè)氧化膜的厚度，評(píng)價(jià)電壓和頻率對(duì)結(jié)果的影響并選擇合適的氧化電壓和脈沖頻率；
　　2.使用能譜分析儀、X射線衍

3、射儀、接觸角測(cè)量?jī)x、粗糙度儀、顯微硬度計(jì)和涂層附著力自動(dòng)劃痕儀，檢測(cè)經(jīng)微弧氧化處理后鈦鈮鋯錫合金的元素組成、晶相結(jié)構(gòu)、表面能、表面粗糙度、顯微硬度和膜層結(jié)合力；
　　3.根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、溶血實(shí)驗(yàn)、口腔粘膜刺激實(shí)驗(yàn)以及短期全身毒性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)其生物安全性。
　　研究結(jié)果
　　1.經(jīng)微弧氧化處理后的鈦鈮鋯錫合金表面形成了一層灰綠色的氧化膜，表面均勻分布著直徑1～5μm左右的微孔，呈現(xiàn)粗糙多孔的表面

4、形貌，孔徑和氧化膜厚度隨電壓增大而增大。
　　2.氧化膜由Ti,O，Ca,P，Zr，Nb，Sn7種元素組成，二氧化鈦的相位結(jié)構(gòu)為金紅石相和銳鈦礦相，膜的顯微硬度為414±1.67HV，表面粗糙度1.175±0.196μm，與基體的結(jié)合力為32±1.21N，表面能62.9mJ/m2，微弧氧化提高了材料的表面能和粗糙度。
　　3.細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示經(jīng)微弧氧化處理的鈦鈮鋯錫合金無(wú)細(xì)胞毒性，溶血實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示其溶血率小于5％，具有良