醫(yī)用鎳鈦形狀記憶合金的表面氧化和改性研究.pdf

1、本文采用過(guò)渡金屬離子Fe<'2+>催化過(guò)氧化氫(H<,2>O<,2>)分解成具有高氧化電位的羥自由基(·OH)對(duì)醫(yī)用鎳鈦形狀記憶合金(NiTi SMA)進(jìn)行高級(jí)氧化表面改性處理，并和空氣中高溫?zé)嵫跆幚磉M(jìn)行對(duì)比研究。 采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、X射線光電子能譜儀(XPS)等系統(tǒng)地研究了高級(jí)氧化對(duì)NiTi SMA表面組織結(jié)構(gòu)的影響。研究表明，高級(jí)氧化處理后NiTiSMA表面原位生成了無(wú)Ni的TiO<,2>

2、凝膠膜，且進(jìn)一步熱水時(shí)效處理能提高TiO<,2>凝膠膜的結(jié)晶度。該TiO<,2>凝膠膜與NiTi SMA基體間界面成分呈梯度變化，無(wú)高溫?zé)嵫趸傻母籒i中間層存在，有利于提高TiO<,2>凝膠膜與NiTi SMA基體的結(jié)合強(qiáng)度和改善生物相容性； 采用電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)等研究高級(jí)氧化處理對(duì)NiTi SMA植入材料在模擬體液(SBF)中的耐腐蝕性能和抑制Ni離子釋放能力的影響。研究發(fā)現(xiàn)高級(jí)氧化處

3、理能顯著提高NiTi SMA在模擬體液環(huán)境下的耐腐蝕性能，與已報(bào)道的氧等離子注入技術(shù)相類似，同時(shí)減少了有毒Ni離子的析出，其改性效果比高溫?zé)嵫趸椒ǜ@著。 采用接觸角測(cè)量、溶血實(shí)驗(yàn)、動(dòng)態(tài)凝血實(shí)驗(yàn)和血小板黏附實(shí)驗(yàn)等研究了高級(jí)氧化處理對(duì)NiTi SMA血液相容性的影響，研究發(fā)現(xiàn)高級(jí)氧化后NiTi SMA表面的親水性、溶血性能和抗凝血能力均得到改善，且黏附的血小板顯著減少，變形和團(tuán)聚得到抑制，血液相容性得到提高。 采用MTT

4、細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)研究了高級(jí)氧化和高溫?zé)嵫趸幚韺?duì)NiTi SMA細(xì)胞相容性的影響，研究發(fā)現(xiàn)，高級(jí)氧化表面改性后NiTi SMA無(wú)細(xì)胞毒性，表面TiO<,2>凝膠膜有效抑制了Ni的溶出，促進(jìn)了L929成纖維細(xì)胞的增殖；高溫?zé)嵫趸幚砗螅琋iTi SMA在細(xì)胞培養(yǎng)初期具有良好的生物相容性，但隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，L929成纖維細(xì)胞的增殖受到抑制。 采用劃痕實(shí)驗(yàn)研究了氧化層與NiTi SMA基體的結(jié)合強(qiáng)度，研究表明，與熱氧化處理相比，高級(jí)氧化

5、表面改性后NiTi SMA表面TiO<,2>凝膠膜與合金基體有更好的結(jié)合強(qiáng)度。采用彎曲實(shí)驗(yàn)和形狀回復(fù)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)了高級(jí)氧化原位生成的TiO<,2>凝膠膜在鎳鈦基體相變或大塑性變形過(guò)程中的力學(xué)穩(wěn)定性及其對(duì)基體形狀記憶性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)高級(jí)氧化生成的TiO<,2>凝膠膜對(duì)NiTi SMA的形狀記憶特性沒(méi)有影響，同時(shí)既可與全奧氏體態(tài)NiTiSMA一起承受大彈性彎曲變形，也可與全馬氏態(tài)NiTi SMA一起承受大塑性變形，且能承受相變熱沖擊和相變導(dǎo)