文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
复合氧化法制备钛基金属表面生物活性膜的研究
姓名:孟鑫
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:冯波
20060501
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文第自然生成的钛氧化膜是生物惰性的,为赋予钛生物活性,通常对表面氧化膜进行改性。在本论文中,为了阻止金属离子向体液中游离和改善纯钛植入体的生物活性,采用一种新的复合氧化法,即将预阳极氧化及微弧氧化相结合的方法,对纯钛进行表面改性。并采用模拟体液浸泡实验和成骨细胞培养实验研究了表面改性后材料的生物活性。对基体以及表面改性后材料的组织形貌、相组成和生物相容性进行了分析与评价。本文首先采用阳极预氧化对钛表面进行预处理,在此阶段找出适合的工艺参数艏趸缪刮,氧化时间分钟氲缃庖磷酸观察到在钛外表面形成了一层孔径在豰,而内表面还有一层致密的氧化膜,这层氧化膜可以有效地阻止金属离子的溶出,。治霰砻餮艏ぱ趸跫卵趸坎阒形藿峋形成,可能是阳极氧化的低电压使没达到晶体转化温度,氧化涂层以无定型的存在。微弧氧化对阳极预氧化后的钛表面进一
西南交通大学硕士研究生学位论文第页三种试样表面能均大于纯钛对照样,含钙磷样表面能最大,含磷表面能次之,含钙表面能最小。利用仿生蛆础型斡妊磐望佣赠鼎筹鲨满摧谣岸隧哩灌豫‰湍辅髯渝遵萎羹最。逐:习酶霜铂醵药里知巳话舭鑫行泔蛐蚸黧雌”鍪槁鹄锏噬┯鹾拌澎涨匍捌惆’夕康餍薅尽祺怪荩笨遢炕郯癹酥铂羹鼎孽熏錾溽言垂触彭骱㈣嚣露番其表面粘附生长的。纯钛表面细胞伪足依然较短,就近攀爬在表面。图细胞的铺展形貌显示了区别,可以从图中看到牧匣宥嗫捉峁顾淙豢捉图要小,但比嫉牟牧湘軱径大的多,细胞的伪足也趋向孔内生长,虽然伪足没有像贾心茄逝赖远,但比贾邢赴奈弊阋3ぁ图
,在不远的将来,除大脑外,人体所有的西南交通大学硕士研究生学位论文第组织和器官均可实现人工再生与重建,其技术关键取决于生物医学材料和组织工程的发展。生物医学材料就是用于与生命系统接触和发生相互作用的,并能对其细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料,亦称生物材料【】。由于生物材料是作为人工脏器及药物直接进入人体,所以除了具有一般材料应有的机械性能、加工性等外,还必须满足一些特殊要求,如生物相容性、耐腐蚀性等。按材料的基本性质分类,可将生物医学材料分为医用金属材料、生物陶瓷、医用高分子材料和医用复合材料【俊用作生物医学材料的金属或合金称为医用金属材料,又称外科用金属材料,是一类生物惰性材料。其研究和发展要严格满足如下的生物学要求:己玫淖橹嗳菪裕ㄎ薅拘浴⑽奕仍捶从Α⒉恢禄⒉恢掳⒉灰过敏反应或干扰基体的免疫机理、不破坏临近组织,也不发生材料表面的钙化沉着等。锢砗突榷ㄐ院茫ㄇ慷取⒌浴⒊叽缥榷ㄐ浴⒛透葱浴⒛湍バ以及界面稳定性等。子诩庸こ尚停子谥圃欤鄹袷实薄杂谥踩胄难9芟低郴蛴胙R航哟サ牟牧希苈阋陨咸跫猓剐刖有良好的血液相容性俊
.接酶叻肿硬牧西南交通大学硕士研究生学位论文第已应用于临床的医用金属材料主要有不锈钢,钴基合金和钛合金等三大类。此外,还有形状记忆合金、贵金属以及纯金属钽、铌、锆等。医用金属材料主要用于骨和牙等硬组织修复和替换,心血管和软组织修复以及人工器官制造中的结构元件【们。在骨科中主要用于制造各种人工关节、人工骨及各种内、外固定器械;牙科中主要用于制造义齿、填充体、种植体、矫形丝及各种辅助治疗器件。医用金属材料应用中的主要问题是由于生理环境的腐蚀而造成的金属离子向周围组织扩散及植入材料自身性质的退变,前者可能导致毒副作用,后者导致植入失效。其次,弹性模量也是一个问题。人骨具有牡阅A浚钛合金具有牡阅A浚诘阅A可嫌捎谌斯怯胫踩胩迥诘慕鹗之间存在着差别,使两者在承担负载方面不均衡【俊5阅A康牟黄ヅ湟资菇属材料在体内产生应力遮挡,造成植入体的松脱、断裂等失效行为。作为生物医用材料的高分子及其复合材料,称为医用高分子材料。可来自人工合成,也可来自天然产物。医用高分子按性质可分为非降解型和可生物降解型。非降解性高分子包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香酸酯、聚硅氧烷、聚甲醛等,要求在生物环境中能长期保持稳定,不发生降解、交联或物理磨损等,并具有良好的物理机械性能。虽然不存在绝对稳定的聚合物,但是要求其本身和降解产物不对机体产生毒副作用,同时材料不致发生灾难性的破坏,主要用于人体软、硬组织修复体、人工器官、人造血管等的制造。可生物降解高分子包括胶原、甲壳素、纤维素、聚氨基酸和聚乙烯醇等,可在生物环境作用下发生结构破坏和性能蜕变,要求其降解产物能通过正常的新陈代谢或被机体吸收利用或排出体外,主要用于药物释放和送达载体及非