钛基植入体材料表面生物活化处理研究

发布时间：2023-03-22 20:11

　　钛及其合金因其良好的生物相容性和力学性能被作为植入体而广泛应用于生物医疗领域。短时间内使植入体与周围骨组织发生结构和功能上的“骨整合”是保证植入体种植成功的关键。然而未经表面活化处理的钛基植入体,其表面活性较低,临床应用时骨整合周期长,因此为缩短骨整合周期,提高植入成功率,要对钛基植入体表面进行生物活化处理。本课题研究了传统的大颗粒喷砂酸蚀法(Trad-SLA),并对其进行优化,开发了改良的喷砂-酸蚀法(Mod-SLA)、喷砂-阳极氧化法(AO-SLA)、喷砂-酸蚀-碱蚀法(AE-SLA)和喷砂-酸蚀复合双氧水处理(H2O2-SLA)法,在光滑α-Ti基体上制备了(超)亲水性表面。利用SEM、EDS、XRD、XPS、AFM和接触角测量等多种检测方法对试样的表面结构、性能和耐久性进行了表征;采用骨髓间充质干细胞(h BMSCs)对不同表面进行了体外细胞学行为研究,探讨了成骨细胞在不同活化表面的响应机制;最后通过对比分析α-Ti,α+β-Ti和β-Ti在不同电解液中电化学行为的差别,对α+β-Ti进行了表面生物活化处理并给出了最优化的改性工艺。Mod-SLA用有机酸代替无机混酸,在α-Ti...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 生物医用钛及钛合金
        1.1.1 植入体材料概述
        1.1.2 钛及钛合金
    1.2 钛及其合金的表面改性
        1.2.1 影响表面生物活性的因素
        1.2.2 表面改性的方法
    1.3 本课题的研究意义和目的
第二章 实验方法和表征
    2.1 实验方案
        2.1.1 传统SLA处理
        2.1.2 改良的SLA处理
        2.1.3 改良的SLActive处理
    2.2 实验原材料和设备
    2.3 测试分析方法
        2.3.1 表面形貌分析
        2.3.2 表面成分和相分析
        2.3.3 表面接触角的测试
        2.3.4 表面结构及粗糙度测量
第三章 α-Ti活化处理后的表面结构性能研究
    3.1 表面形貌特征
        3.1.1 传统SLA处理
        3.1.2 改良的SLA处理
        3.1.3 改良的SLActive处理
    3.2 表面粗糙度
    3.3 表面化学成分分析
    3.4 表面相分析
    3.5 表面润湿性及其耐久性
    3.6 本章小结
第四章 α-Ti表面活化处理对细胞生物活性的影响
    4.1 材料生物性能的体外实验
        4.1.1 实验材料及仪器
        4.1.2 细胞形态的观察
        4.1.3 细胞的粘附率测试
        4.1.4 细胞的增殖实验
        4.1.5 细胞的早期Alkaline phosphatase（ALP）活性实验
        4.1.6 数据分析方法
    4.2 细胞形貌
    4.3 细胞粘附率
    4.4 细胞增殖
    4.5 ALP活性试验
    4.6 本章小结
第五章 α-Ti，α+β-Ti，β-Ti的化学刻蚀行为研究
    5.1 钛及其合金的腐蚀机理
    5.2 α-Ti，α+β-Ti和 β-Ti的电化学差异
        5.2.1 在无机混酸中的电化学行为
        5.2.2 在有机酸中的电化学行为
        5.2.3 在碱液中的电化学行为
    5.3 SLA活化处理 α+β-Ti的初步探索
        5.3.1 SLA活化处理 α+β-Ti
        5.3.2 AE-SLA活化处理 α+β-Ti
        5.3.3 活化处理后 α+β-Ti的表面相结构
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 课题展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3767509