鈦合金植入體微納雙級(jí)結(jié)構(gòu)表面設(shè)計(jì)制造及其生物相容性研究.pdf

1、醫(yī)用鈦合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能、易加工性、低彈性模量、抗腐蝕性以及生物相容性，已被應(yīng)用于制作牙種植體、人造關(guān)節(jié)等替代材料。然而，通過臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，鈦合金植入體植入人體后與周圍骨組織整合性較差，易出現(xiàn)植入體松動(dòng)并引發(fā)炎癥，導(dǎo)致植入的失敗。鑒于此，為了提高鈦合金植入體誘導(dǎo)骨整合性能，促進(jìn)植入體與周圍骨組織更好地結(jié)合，鈦合金植入體在植入人體之前需要進(jìn)行必要的表面處理。
　　天然骨表面由宏觀結(jié)構(gòu)和微納米結(jié)構(gòu)組合而成，因此從仿生學(xué)的角度研究可

2、知，改變鈦合金植入體表面微納形貌可以提高植入體與骨組織的結(jié)合能力，提高鈦合金植入體的力學(xué)性能和生物學(xué)性能。目前，植入體表面微納結(jié)構(gòu)改性已成為提高植入體表面生物學(xué)性能的主要措施之一。本文通過在鈦合金表面構(gòu)建微納米雙級(jí)結(jié)構(gòu)，提高鈦合金的力學(xué)性能和生物學(xué)性能。
　　首先，通過微細(xì)銑削和堿熱處理在鈦合金表面構(gòu)建微納雙級(jí)結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行生物學(xué)評(píng)價(jià)。利用微細(xì)銑削和堿熱處理相結(jié)合的方法在醫(yī)用鈦合金表面構(gòu)建具有金字塔微結(jié)構(gòu)和納米網(wǎng)格的微納雙級(jí)結(jié)構(gòu)。

3、通過掃描電子顯微鏡(SEM)、激光顯微鏡(LSM)、接觸角測(cè)量?jī)x對(duì)表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。通過細(xì)胞體外實(shí)驗(yàn)，對(duì)植入體生物活性進(jìn)行深入研究，包括細(xì)胞形態(tài)觀察、細(xì)胞增殖、堿性磷酸酶活性檢測(cè)、骨鈣素和骨橋蛋白染色觀察、細(xì)胞礦化定量檢測(cè)。結(jié)果表明，微納米雙級(jí)結(jié)構(gòu)有助于小鼠成骨細(xì)胞(MC3T3s)的伸展、增殖和分化。
　　其次，通過噴砂酸蝕處理方法并結(jié)合堿熱處理在鈦合金上構(gòu)建微納雙級(jí)結(jié)構(gòu)并進(jìn)行生物學(xué)評(píng)價(jià)。利用噴砂酸蝕和堿熱處理相結(jié)合的方法在醫(yī)用鈦

4、合金表面構(gòu)建具有微凹坑和納米網(wǎng)格的微納雙級(jí)結(jié)構(gòu)。通過SEM、LSM、接觸角測(cè)量?jī)x、X射線衍射儀(XRD)對(duì)表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。通過細(xì)胞體外實(shí)驗(yàn)，對(duì)植入體生物活性進(jìn)行深入研究。結(jié)果表明，與光滑表面、微結(jié)構(gòu)表面和納米結(jié)構(gòu)表面相比，具有微納米雙級(jí)結(jié)構(gòu)的鈦合金具有更好的生物相容性，對(duì)MC3T3s增殖和分化具有更好的促進(jìn)作用。
　　最后，通過離子置換構(gòu)建具有鈣鎂離子的微納雙級(jí)結(jié)構(gòu)并驗(yàn)證其對(duì)細(xì)胞生物活性協(xié)同影響。以微納結(jié)構(gòu)為基體，通過置換反應(yīng)獲