Ti基表面微/纳复合涂层的构建及其生物相容性的研究

发布时间：2023-04-05 18:54

　　通过阳极氧化法在钛基表面构建的TiO₂纳米管阵列具有良好的诱导成骨能力,但是由于电解液中F离子的作用,使得在基体和纳米管阵列的界面处形成了一个富氟层(FRL),从而导致膜基结合脆弱,表面涂层易发生脱落,给临床应用带来很大的安全隐患。针对该问题,本课题提出一种新方法,即利用恒定电流下的微弧氧化法,通过电解液中Cu(NO₃)₂的介导作用,在Ti基表面构建了一个微/纳复合涂层,以替代TiO₂纳米管阵列。研究得出以下结论:(1)该微/纳复合涂层由微米级的致密氧化层和纳米孔阵列构成,厚度约为10μm,其纳米孔阵列的结构不同于纳米管阵列,孔壁间彼此连接形成蜂窝状结构,晶体结构为锐钛矿相和非晶态的混合体。相对于TiO₂纳米管阵列,该涂层具有良好的膜基结合强度。(2)电解液中的NO₃^-能够替代F离子,在介导纳米孔阵列形成的电化学过程中发挥着关键作用,在反应过程中,通过改变NO₃^-的浓度可调控纳米孔阵列孔径的...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 生物医用金属材料
        1.1.1 生物医用金属材料的发展历史
        1.1.2 生物医用金属材料的分类
        1.1.3 生物医用金属材料的要求
    1.2 钛及钛合金
        1.2.1 钛及其合金的特性
        1.2.2 钛及其合金生物医学的应用现状
            1.2.2.1 硬组织替换
            1.2.2.2 心脏和心血管方面的应用
            1.2.2.3 其它应用
    1.3 钛及其合金纳米级形貌的生物学效应
    1.4 TiO₂纳米管阵列
    1.5 TiO₂纳米管的缺陷
    1.6 对TiO₂纳米管进行改性的方法
    1.7 选题的目的、意义和内容
        1.7.1 选题的目的和意义
        1.7.2 主要研究内容
第二章 微/纳米复合涂层的制备过程及其结构特征
    2.1 主要实验设备
    2.2 实验材料及试剂
    2.3 微弧氧化法制备微/纳米复合结构及其表征
        2.3.1 试样预处理
        2.3.2 特殊微弧氧化法制备微/纳米复合结构工艺
        2.3.3 微/纳米复合结构的制备
        2.3.4 微/纳米复合涂层结构的表征
        2.3.5 实验结果与分析
            2.3.5.1 微/纳米复合层的结构分析
            2.3.5.2 微纳米复合层的晶型分析
            2.3.5.3 微/纳米复合涂层的成分分析
            2.3.5.4 微纳米复合层的划痕结果分析
    2.4 本章小节
第三章 复合涂层表面的P掺杂对其生物相容性的影响
    3.1 P掺杂的微/纳米复合涂层的制备及表征
        3.1.1 主要实验设备及试剂
        3.1.2 电解液的配制及实验参数
        3.1.3 P掺杂的微/纳米复合涂层结构的表征
        3.1.4 实验结果
            3.1.4.1 P掺杂的微/纳米复合结构形貌及成分分析
            3.1.4.2 P掺杂的微/纳米复合结构晶型分析
    3.2 P掺杂的微纳米复合结构对成骨细胞的影响
        3.2.1 主要实验设备
        3.2.2 实验试剂及耗材
        3.2.3 细胞培养
        3.2.4 细胞增殖
        3.2.5 细胞毒性
        3.2.6 细胞骨架
        3.2.7 细胞扫描
        3.2.8 统计分析
        3.2.9 实验结果与讨论
            3.2.9.1 细胞活死染色实验结果分析
            3.2.9.2 MTT实验结果分析
            3.2.9.3 细胞骨架染色实验结果分析
            3.2.9.4 细胞扫描实验结果分析
    3.3 本章小节
第四章 微/纳米复合涂层形成机理的探讨
    4.1 主要实验设备
    4.2 电解液的配制及实验参数
    4.3 实验结果及讨论
    4.4 微纳米复合结构形成理论的初步探讨
    4.5 本章小结
第五章 总结
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文



本文编号：3783943