化学法在钛基体上制备牛血清蛋白羟基磷灰石复合涂层

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1、中文摘要本文利用化学法，通过在模拟体液(SBF)qh添加牛血清蛋I刍(BSA)，在Ti表面制备牛血清蛋白一羟基磷灰石(HA／aSh)复合生物活性涂层，即成分、结构等与骨组织更加接近的仿生复合层，从而提高钛合金表面的生物相容性。运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电子探针(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和红外光谱(m)等检测设备对Ti合金试样在生物矿化后的钙磷生物活性涂层的表面形貌、成分以及物相组成等进行了分析；分析了牛血清蛋白对涂层生物矿化的影响因素：并在此基础上优化了

2、制备的工艺；对涂层的生长机理进行了初步的探讨。研究结果表明：添加牛血清蛋白后涂层更为均匀、平整，且在矿化过程中牛血清蛋白通过化学作用和羟基磷灰石共沉积到基体钛的表面。模拟体液中添加牛血清蛋白使复合涂层的晶粒细化。牛血清蛋白在涂层生物矿化过程中，主要是通过与钙离子结合和与钙磷盐共沉积到基体Ti的表面。在这个过程中磷主要影响涂层的晶粒取向。改进了模拟体液以后，涂层晶粒具有了择优取向，得到了纳米级的针片状结构，这种结构更加接近自然骨，从而可以提高其生物相容性。根据生物矿化的原理和过程，Ti合金表面牛血清蛋白一羟基磷灰石生物活

3、性复合涂层的生长过程分晶体成核和晶体生长两个阶段。由于模拟体液中含有的牛血清蛋白，使临界晶核的尺寸降低，且形核时间延长，使基体表面形核数量增多。在以后的生长过程中，牛血清蛋白的官能团主要和Ca2+结合，从而进一步影响对P043-的吸附。最终在试样表面形成羟基磷灰石和牛血清蛋白的复合目，右O关键词：BSA／HA复合涂层，BSA，仿生生长，TiABSTRACTThisworkismainlyattributedtoformBSA／HAcompositecoatingsonthesurfaceofTibyaddingBSA(

4、BovineSerumAlbumin)intoSBF(SimulateBodyFluids)，ofwhichthecomponentandmierostructurearemoresimilartonaturalbonetoimprovebioacompatibilityofcoatings．ThecomponentsandmicrographofcalciumphosphatecoatingswereinvestigatedbyScanningElectronMicroscopy(SEM)，X-RayDiffract

5、ion(XRD)，PhotoelectronSpectroscopy(XPS)，TransmissionElectronMicroscopy(TEM)，X-raySpectroscopy(EDS)andInfraredSpectroscopy(IR)．AnalysedfactorsofBSAinfluencingmineralgrowthofcoatings．ModifiedprocessconditionsandthegrowthmechanismofBSA／HAcompositecoatingsonthesurfa

6、ceofTiwasdiscussed．TheresultsindicatedthatcoatingsweresmootherwithBSAinSBFthanthatofwithoutBSA．BSAandcalciumphosphatewereincorporatedCO—depositeed011thesurfaceoftitaniumbychem／calinteraction．ThesizeofcrystalwasreducedbecauseofaddingBSAintoSBF．Ca2十ionmayaffectthe

7、conformationalstabilityoftheseBSAingrowthprocessandphosphonategroupsmayefficientinregulatingcalciumphosphatecrystallization．AndgainedcoatingswithpreferredorientcrystalatthesametimereducedthesizeofcrystalwhichwillimprovebiocompatibilityofcoatingsaftermodifyingSBF

8、．Accordingtothetheoryandprocessofbiomimeticmineralization，thegrowthprocessofBSA／HAcompositecoatingonthesurfaceofTicouldbedividedintotwostages．i．e．crystalnucleationand