金属钛表面TiO 2 纳米管磷灰石复合涂层的制备与生物活性研究

发布时间：2022-12-04 08:05

　　钛及钛合金目前常作为整形外科和其它生物植入体材料,因为具有优异的力学性能而常用于需要力承载部位的植入体材料。钛表面的氧化物赋予了其生物相容性。但金属钛本身具有较低的骨传导性和抗腐蚀性的缺点,为了使金属钛获得更优异的生物学性能,不同表面改善技术被用来改善其性能,来满足实际应用的需求。羟基磷灰石（Ca10（PO4）6（OH）2,HA）目前常用于生物医学植入体的涂层材料,其化学组成和自然骨的无机成分相似,具有优异的生物相容性。为了促进HA的成核生长和增强涂层与基底的结合强度,TiO2纳米管层通过在含氟溶液中阳极氧化制得。本文在TiO2纳米管层表面通过电化学沉积法制备HA涂层,为了提高HA涂层的生物活性,Mg2+和明胶功能化氧化石墨烯（GelGO）被掺杂入HA涂层中,同时为了提高HA涂层的抗菌性,Ag和壳聚糖（CS）被成功掺入到HA涂层。利用X射线衍射谱仪（XRD）,X射线光电子能谱仪（XPS）,傅里叶红外光谱仪（FTIR）,扫描电子显微镜（SEM）和电子能谱仪（EDS）对所制得的MgHA复合涂层,GelGOHA复合涂层,AgHA复合涂层和CSAgHA复合涂层进行表面形貌和成分结构表征。同时也... 

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 生物医用材料概述
        1.1.1 生物医用材料发展
        1.1.2 生物医用材料分类
    1.2 骨修复材料
        1.2.1 骨的结构成分
        1.2.2 医用钛及合金应用及表面改性
        1.2.3 磷酸钙盐生物材料
        1.2.4 钛表面磷灰石涂层复合材料
    1.3 羟基磷灰石涂层的制备方法
        1.3.1 等离子喷涂法
        1.3.2 电泳沉积法
        1.3.3 磁控溅射法
        1.3.4 仿生沉积法
        1.3.5 溶胶-凝胶法
        1.3.6 电化学方法沉积
    1.4 本文的研究构思及目的
第二章 纯钛表面TiO_2纳米管阵列制备与表征
    2.1 前言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 材料与仪器
        2.2.2 实验方法
        2.2.3 表征
        2.2.4 抗腐蚀性能测试
    2.3 TiO_2纳米管阵列表征结果与讨论
        2.3.1 阳极氧化电压对TiO_2纳米管阵列的表面形貌影响
        2.3.2 烧结温度对TiO_2晶型的影响
        2.3.4 阳极氧化处理后的抗腐蚀性研究
    2.4 在氢氟酸体系中TiO_2纳米管阵列形成机制
    2.5 本章小结
第三章 羟基磷灰石涂层的制备与表征
    3.1 前言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 实验过程
        3.2.3 涂层形貌及成分表征
        3.2.4 涂层结合强度的测试
        3.2.5 涂层生物学评价
    3.3 电化学沉积羟基磷灰石涂层表征结果与讨论
        3.3.1 涂层形貌及成分分析
        3.3.2 在SBF中浸泡实验结果与分析
        3.3.3 细胞粘附实验结果与分析
        3.3.4 二氧化钛纳米管对涂层结合强度的影响
        3.3.5 电化学沉积羟基磷灰石涂层的机理研究
    3.4 钛螺钉表面HA/Ti O2纳米管涂层的结果与讨论
    3.5 本章小结
第四章 羟基磷灰石复合涂层的制备与表征
    4.1 掺镁羟基磷灰石涂层
        4.1.1 前言
        4.1.2 实验方法
        4.1.3 实验结果与讨论
        4.1.4 掺镁羟基磷灰石涂层的形成机理研究
        4.1.5 本节小结
    4.2 明胶功能化氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层
        4.2.1 前言
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 实验结果与讨论
        4.2.4 本节小结
    4.3 掺银羟基磷灰石涂层
        4.3.1 前言
        4.3.2 实验方法
        4.3.3 实验结果与讨论
        4.3.4 掺银羟基磷灰石涂层的形成机理研究
        4.3.5 本节小结
    4.4 银/壳聚糖羟基磷灰石复合涂层
        4.4.1 前言
        4.4.2 实验方法
        4.4.3 实验结果与讨论
        4.4.4 银/壳聚糖羟基磷灰石涂层的形成机理研究
        4.4.5 本节小结
    4.5 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Morphology dependence of TiO2 nanotube arrays on anodization variables and buffer medium[J]. 文鑫,曹萌,吴杰,陶俊超,孙艳,戴宁.  半导体学报. 2010(06)
[2]In vitro antibacterial and osteogenic properties of plasma sprayed silver-containing hydroxyapatite coating[J]. RUAN HongJiang1, FAN CunYi1, ZHENG XueBin2, ZHANG Yan1 ＆ CHEN YiKai1 1 Department of Orthopaedics, Shanghai 6th People’s Hospital, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200233, China; 2 Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China.  Chinese Science Bulletin. 2009(23)
[3]壳聚糖衍生物及其纳米粒的抗菌性能研究[J]. 丁德润,沈勇.  印染. 2005(14)



本文编号：3707890