论文部分内容阅读
本论文探索采用溶胶-凝胶法对多孔NiTi合金进行了生物活性涂层表面处理,并采用物相分析（XRD）和显微表征（SEM与EDS）方法研究了涂层的基本性质;对表面涂层处理后多孔NiTi合金在Hanks’溶液（HBSS）中的腐蚀特性、在模拟体液（SBF）中的Ni离子释放行为、涂层在Tris缓冲溶液中的稳定性以及涂层的生物活性等进行了系统表征;研究了硫酸庆大霉素在多孔NiTi合金表面负载后药物释放特性;并对经HA涂层处理的多孔NiTi合金的生物相容性进行了初步的评价。首次采用溶胶-凝胶法结合浸渍提拉工艺在多孔NiTi合金表面制备出了结构均一的锐钛矿型TiO2涂层,并在溶胶中添加聚乙二醇（PEG）作为造孔剂进而在多孔NiTi合金表面制备出内层致密、外层多孔的TiO2复合涂层。SEM分析结果表明,TiO2涂层均匀地覆盖了多孔NiTi合金基体的外表面以及孔的内表面。Hanks’溶液中的阳极极化曲线结果表明,与未处理的多孔NiTi合金相比,具有致密TiO2涂层的多孔NiTi合金的耐腐蚀性能有了显著提高;而多孔TiO2复合涂层进一步增大了多孔NiTi合金的实际表面积,提高了材料表面的生物活性。以亚磷酸三乙酯和硝酸钙为前驱体采用溶胶-凝胶法结合浸渍提拉工艺在多孔NiTi合金表面制备了均匀的羟基磷灰石（HA）涂层。涂层覆盖了多孔NiTi基体材料的外表面以及孔的内表面,涂层厚度为几个微米;涂层截面的SEM观察和涂层的EDS分析结果表明,多孔NiTi合金中孔的内表面HA涂层的厚度大于外表面涂层的厚度。在Tris溶液中的浸泡实验结果显示溶胶-凝胶HA涂层具有良好的稳定性。经过HA涂层处理后,不同孔隙率的多孔NiTi合金在SBF溶液中的Ni离子释放速率大大降低。在FCS溶液中浸泡实验结果表明,HA涂层诱导磷灰石的生长能力获得增强,其中多孔NiTi合金中孔的内表面由于具有一定的粗糙度而使钙磷晶体生长速度更快。采用混合溶胶法在多孔NiTi合金表面制备出了多孔TiO2/HA/TiO2复合涂层,并研究了硫酸庆大霉素在多孔NiTi合金表面负载后药物释放特性。实验结果表明,多孔NiTi合金中的特殊孔道结构为药物的可控释放创造了有利条件;药物释放分三个阶段:第一阶段释放速率较快;第二阶段释放速率平稳;第三阶段虽然释放速率增大,但释放总量并不大。采用细胞培养的方法对多孔NiTi合金表面HA涂层的生物相容性进行了初步的评价。细胞相容性实验结果表明,经过HA涂层处理后,细胞在多孔NiTi合金表面吸附良好,且合金的孔隙内部细胞粘附性能更好。与未经表面处理的多孔NiTi合金相比较,HA表面的成骨细胞的增长率更大,显示更好的细胞相容性。与对照组纯Ti试样相比较,成骨细胞的在多孔NiTi合金表面的功能表达与其增殖率表现出不一致性,说明多孔NiTi合金的特殊孔隙结构是成骨细胞具有良好活性的根本原因。血液相容性实验结果表明,经过HA涂层处理后多孔NiTi合金的溶血率为0.3%,血液相容性良好,不会引起急性溶血作用。