鈦表面混合堿熱處理構(gòu)建分級多孔結(jié)構(gòu)生物活性涂層.pdf

1、針對目前口腔植入材料生物活性不足的現(xiàn)狀，本文通過噴砂-酸蝕的機(jī)械方法與化學(xué)方法結(jié)合的方式對光滑純鈦(Ti)表面進(jìn)行預(yù)處理，采用堿熱處理進(jìn)行表面的活化處理，得到了生物活性出色并且與鈦基體結(jié)合緊密的薄膜。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線能量分散分光計(EDS)、聚焦離子束系統(tǒng)(FIB)、X 射線衍射儀(XRD)、X射線光電子譜儀(XPS)、激光共聚焦顯微鏡(CLMS)、接觸角測定儀、拉伸實(shí)驗(yàn)以及納米壓痕實(shí)驗(yàn)對試樣表面的組織結(jié)構(gòu)以及力學(xué)性

2、能等進(jìn)行了表征。本文創(chuàng)新性的采用了NaOH與Ca(OH)2的混合堿，對經(jīng)過混合堿熱處理的試樣以及后續(xù)經(jīng)過熱處理的試樣、水汽處理的試樣及其光滑對比組試樣進(jìn)行了模擬體液浸泡實(shí)驗(yàn)，通過SEM、EDS及XRD等分析方法比較表面沉積磷灰石的快慢，評價出具有最佳生物活性的試樣。
　　通過噴砂處理(SAN)在光滑的鈦表面構(gòu)建了溝壑粗糙形貌，具有銳利的邊緣，后續(xù)的酸蝕處理(SLA)在鈦表面構(gòu)建了微米尺寸的窩洞粗糙形貌，最終通過混合堿熱處理在鈦的表

3、面得到了微米-納米分級網(wǎng)狀多孔形貌。SAN表面有少量的SiO2噴砂顆粒殘留，SLA表面噴砂顆粒消失，通過混合堿熱處理在鈦表面得到了CaTiO3、Na2TiO3與板鈦礦(TiO2)組成的凝膠層，凝膠層附著在分級多孔結(jié)構(gòu)表面。鈦的表面存在少量的CaTiO3晶體，鑲嵌在多孔結(jié)構(gòu)中間。通過對比不同濃度的混合堿熱處理后鈦的表面發(fā)現(xiàn)，所用堿濃度最低的鈦(Ti-NC-1)表面CaTiO3晶體數(shù)量最少，在SBF中表現(xiàn)出的磷灰石誘導(dǎo)性能最好，Ti-NC-

4、1在SBF中浸泡1天表面就出現(xiàn)了球狀磷灰石沉淀，7天后表面被磷灰石完全覆蓋。Ti-NC-1表面薄膜與基體結(jié)合強(qiáng)度大于31.87±2.70 MPa，因此Ti-NC-1表面覆蓋著與基體結(jié)合緊密的生物活性涂層。通過計算發(fā)現(xiàn)，CaTiO3與板鈦礦均與磷灰石具有緊密的晶體共格關(guān)系，共格關(guān)系的存在賦予了兩相對磷灰石優(yōu)秀的誘導(dǎo)能力。
　　后續(xù)熱處理在鈦表面得到了更多的CaTiO3晶體，原因是熱處理過程中，凝膠態(tài)的CaTiO3轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)，Na2T