文档介绍：学校代号 10532 学号 T08131008
分类号密级
博士学位论文
医用钛表面改性及其抗菌性和
生物活性研究
学位申请人姓名李晋波
培养单位材料科学与工程学院
导师姓名及职称刘宣勇教授博导
学科专业材料学
研究方向表面改性
论文提交日期 2011 年 10 月 31 日
学校代号:10532
学号:T08131008
密级:公开
湖南大学博士学位论文
医用钛表面改性及其抗菌性和
生物活性研究
学位申请人姓名: 李晋波
导师姓名及职称: 刘宣勇教授博导
培养单位: 材料科学与工程学院
专业名称: 材料学
论文提交日期: 2011 年 10 月 31 日
论文答辩日期: 2011 年 12 月 25 日
答辩委员会主席: 万隆教授
Study on Surface Modification of Biomedical Titanium and Its
Antibacterial activity and Bioactivity
by
LI Jinbo
. (Hunan Jishou University) 2001
A dissertation submitted in partial satisfaction of the
Requirements for the degree of
Doctor of Engineering
in
Materials Science and Engineering
in the
Graduate school
of
Hunan University
Supervisor
Professor LIU Xuanyong
December, 2011
博士学位论文
湖南大学
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作者签名: 日期: 年月日
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(请在以上相应方框内打“√”)
作者签名: 日期: 年月日
导师签名: 日期: 年月日
I
医用钛表面改性及其抗菌性和生物活性研究
摘要
钛具有良好的生物相容性,被广泛用作硬组织替换材料。但是,钛是生物惰
性材料,植入人体内易被当做异物。对医用钛进行表面改性,赋予医用钛理想的
耐腐性能、生物活性和抗菌性,可有效改善其植入效果。本论文利用银/氮二元离
子注入对钛进行表面改性,探查了银/氮二元离子注入顺序对钛表面的纳米硬度、
耐腐能力和抗菌能力的影响。结合水热法和等离子体浸没离子注入技术,对医用
钛进行表面改性,探查了改性钛表面的纳米结构、生物活性、抗菌性能和细胞相
容性。此外,初步探讨了溶胶凝胶法制备聚乳酸(PLA)/CaO-SiO 2 复合薄膜的生
物活性和生物相容性。取得的主要研究成果如下:
1. 利用等离子体浸没离子注入技术将银/氮二元离子按不同顺序(即先银后
氮、先氮后银和银氮共注)注入钛的表面。银/氮二元离子注入钛表面的银以单质
形式存在,而氮以氮化钛的形式存在。不同的银/氮二元注入顺序对改性后钛的耐
腐性、纳米硬度和抗菌性能均有影响。银/氮二元离子共注钛表面的耐腐性能和硬
度均优于先氮后银和先银后氮注入钛表面,这是因为银/氮二元共注导致的热效应
使钛表面生成的氮化层最厚。银/氮二元注入样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均
具有良好的抗菌作用。细胞实验表明,银/氮二元注入样品对细胞没有明显毒性,
且有利于细胞的增殖和分化。
2. 采用双氧水水热法在钛表面预先构建元素主要成份为 Ti 和 O 的不同纳米
结构。利用等离子体浸没离子注入技术将银负载在双氧水水热处理钛表面,注银
后样品表面纳米结构仍然保留完好。相对于纯钛片