医用纯钛表面纳米膜层的制备及其生物性能研究

发布时间：2023-08-01 18:37

　　钛及其合金因耐腐蚀性强、弹性模量与自然骨相近、生物相容性好及易加工等特点,在骨修复等医疗领域获得广泛应用。然而,钛及其合金表面在室温下极易氧化,因而呈生物惰性,直接作为骨修复材料植入生命体后与被植入体骨组织之间难以形成化学键合,存在愈合周期长等问题,制约了钛及其合金骨修复材料的应用和发展。由于材料表面的粗糙度、化学组成、微观结构及形貌等表面特性直接影响植入体的生物相容性和生物活性,因此,有必要对钛及其合金进行表面改性,来改善其生物性能。 为了在钛表面制备出高表面能的纳米结构,本研究在酸处理工艺研究的基础上,通过对酸处理的浓度、时间和温度等参数进行调整,在医用纯钛表面制备出新型纳米结构。采用扫面电子显微镜(SEM)分析不同工艺下样品表面形貌,利用接触角测试仪分析不同表面形貌样品的接触角和表面能变化,根据钛表面SEM形貌图和接触角与表面能测试结果的综合分析,确定了酸处理的最佳工艺参数,在该条件下,钛表面形成均匀纳米台阶结构,接触角较小,表面能较大。分别用EPMA和XRD等测试技术对新型纳米表面元素和晶相组成等一系列材料特征进行检测和分析,并初步探讨了纳米台阶的形成机理。 为了在钛表面构建出...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 医用钛及钛合金
        1.1.1 钛及钛合金的基本性质
        1.1.2 钛及钛合金在生物材料领域的应用和发展趋势
    1.2 表面改性
        1.2.1 表面改性的方法和分类
        1.2.2 钛及钛合金的表面改性
    1.3 钛及钛合金的酸处理
    1.4 钛及钛合金的碱处理
    1.5 本文的研究目的和内容
        1.5.1 本文的研究目的
        1.5.2 本文的研究内容
第二章 钛表面纳米台阶的制备及表征
    2.1 引言
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验所用试剂和设备
        2.2.2 预处理
        2.2.3 纳米台阶的制备
    2.3 纳米台阶的表征
        2.3.1 微观形貌表征
        2.3.2 接触角测量和表面能计算
        2.3.3 电子探针
        2.3.4 X 射线衍射仪
        2.3.5 X 射线光电子能谱仪（XPS）
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 酸处理时间对纳米台阶的影响
        2.4.2 浓度对纳米台阶的影响
        2.4.3 温度对纳米台阶的影响
        2.4.4 纳米台阶侧面形貌
        2.4.5 纳米台阶表面成分
        2.4.6 纳米台阶形成机理探讨
    2.5 本章小结
第三章 钛表面纳米多孔膜层的制备及表征
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 实验所用试剂和设备
        3.2.2 纳米多孔膜层的制备
    3.3 样品表征
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 浓度对纳米多孔膜层的影响
        3.4.2 时间对纳米多孔膜层的影响
        3.4.3 温度对纳米多孔膜层的影响
        3.4.4 纳米多孔膜层侧面形貌
        3.4.5 纳米多孔膜层成分
        3.4.6 纳米多孔膜层的形成机理探讨
    3.5 本章小结
第四章 纳米台阶和纳米多孔膜层表面仿生矿化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 实验所用试剂和设备
        4.2.2 样品制备
    4.3 样品表征
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 仿生矿化层表面形貌
        4.4.2 仿生矿化层表面成分
        4.4.3 仿生矿化层形成机理探讨
    4.5 本章小结
第五章 细胞与钛基材料相互作用的研究
    5.1 引言
    5.2 实验方法
        5.2.1 实验试剂和设备
        5.2.2 主要试剂配制
        5.2.3 样品制备
        5.2.4 实验分组
        5.2.5 hMSCs 与不同材料复合培养
        5.2.6 hMSCs 在不同材料表面的形态检测
        5.2.7 hMSCs 在不同材料上的黏附和增殖
        5.2.8 诱导hMSCs 定向分化为成骨细胞及检测
        5.2.9 ALP 活性测定
        5.2.10 COLⅠ 型荧光免疫组化检测
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 hMSCs 在不同材料表面的黏附与形态
        5.3.2 hMSCs 在不同材料表面的增殖
        5.3.3 ALP 染色
        5.3.4 ALP 活性
        5.3.5 钙结节染色
        5.3.6 COLⅠ 荧光免疫组化
    5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3838144