钛植入体表面微纳米结构构建及其成骨性能研究

发布时间：2025-02-13 17:55

　　钛(Ti)及其合金具有优异的生物相容性、力学性能和抗腐蚀性能以及低弹性模量,被广泛用于骨、牙等硬组织的修复和替换。近年来,增材制造(AM)技术不断进步,在单件定制化生产、复杂造型的实现以及加工周期等方面的优势愈加明显,展现了在生物医疗领域的广阔前景。然而,由于Ti存在生物惰性,与骨组织的结合能力较差,易发生松动以及周围组织发炎等问题。Ti植入体内后,其表面首先与植入环境中的组织细胞发生直接作用,因此,材料的表面特性与其生物学效应有重要关系。本文针对AM植入体的表面改性问题,通过在材料表面构建微粗糙与纳米管复合的微纳米多级结构,以增强其生物相容性和成骨性能。首先,研究了阳极氧化参数对Ti表面TiO2纳米管阵列结构的影响。通过采用不同的电解液、电压以及热处理工艺,研究纳米管形貌、尺寸以及晶型的变化规律,为后续实验选择更优的阳极氧化工艺参数。结果表明,在NH4F-乙二醇电解体系中,Ti表面形成的纳米管结构更紧密,管的直径与电压呈正相关。经过热处理后,表面形貌无明显改变,TiO2晶型由无定形结构转变为更有利于生物活性的锐钛矿型。然后,研究了纯Ti表面的微纳米结构构建及对成骨细胞的影响。采用喷砂、...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１天然骨组织的多级结构［１３』??从仿生学的角度出发，设计制造一种表面包含微纳米多尺度特征的生物材料，??

山东大学硕士学位论文??１．２．１天然骨组织的微观结构??天然的骨组织由密质骨和松质骨两部分构成，如图１－１所示［１３］。其中，密质??骨较为致密，弹性模量约为３?ＧＰａ？３０?ＧＰａ；松质骨是密质骨向骨内部的延伸部??分，呈多孔的海绵形态，由针状或晶片状的骨小梁组成，弹性模量小....

图１－２不同尺度下骨与植入体的反应机制［２Ｓ］??

植入体的表面物理结构按尺度的不同可以分为宏观级（＞１０?ｐｍ）、微米级（１??？１０，）、亚微米级（ｌＯＯｎｍ？ｌ（ｉｍ）和纳米级（ｌｎｍ￣１００ｎｍ）?［２６】，不同尺??度的结构特征对于细胞行为的影响有所不同［２７］，图１－２为不同尺度下的生物学效??应机制示意图［２８］。众....

图１＿４在不同电压下进行微弧氧化得到的表面多孔结构ｔ？Ｉ??除了以上基于化学和电化学反应的原位改性方法，还有溶胶－凝胶［？４７］和化??学气相沉积［４＆４９］等膜层改性方法

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＿＿??＿關??图１＿４在不同电压下进行微弧氧化得到的表面多孔结构ｔ？Ｉ??除了以上基于化学和电化学反应的原位改性方法，还有溶胶－凝胶［？４７］和化??学气相沉积［４＆４９］等膜层改性方法。溶胶－凝胶法通过在材料表面构建二氧化钛、??磷酸钙等涂层，提高材料的生物活性；化学气相沉积....

本文编号：4033892