医用钛表面多孔凝胶涂层的制备及生理功能研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要钛基一羟基磷灰石(HA)涂层材料结合了钛优异的机械性能和HA的生物活性，被认为是极有应用前景的硬组织替换材料。多孔钛也在人体硬组织替代中得到应用。多孔钛的孔隙结构允许植入后新生骨组织长入，从而形成植入体与人体自然骨之间的机械锁合。已经证明在多孔钛表面制备HA涂层后，能提高骨生长速度及结合强度。人自然骨中的HA主要是纳米级针状结构，其粒径位于纳米范围，并定向分布在胶原网络之中。因此纳米针状的}弧与人体骨组织成分更为相似，具有更佳的生物性能。另外，药物缓释系统(dnlgdeliverysystem，DDs)已成为解决目前常规用药

2、方式效率不高且毒性较大这一缺陷的一种新型局部给药方式，在治疗骨髓炎、骨结核和感染性雷缺损等方恧有着广阔的应用前景。而且，在钛基一HA涂层中结合中药丹参制备药物缓释体系目前研究尚少，因此具有～定的研究价值和应用前景。本研究采用电化学(微弧氧化)方法在钛表面形成微孔，然后在由磷酸氢二铵和四水硝酸钙制各的磷酸钙溶胶中浸提，最终通过仿生矿化法得到含有针状纳米微晶类骨HA的多孔涂层。另外，通过选择合理的工艺参数，使钛在摩尔比为l：4的CaCl2和HCl溶液中处理16h，在钛表面制备了多孔网状的钛凝胶，通过在模拟体液中仿生矿化考察其生物性能。除此之外，在分别含有25％(体积比

3、)丹参和1∥L的头孢拉定1．5倍模拟体液(1．5SBF)中，通过仿生矿化法载入丹参和头孢拉定，制各多孔HA涂层药物缓释体系。通过对该药物缓释体系的西南交通大学硕士研究生学位论文第

4、

5、页研究，考察其药物缓释规律。结果表明，采用溶胶凝胶．仿生矿化沉积法在微弧氧化的多孔钛表面制各得到多孔的HA涂层，孔径大小为5～30pm，并且涂层为针状纳米结构。利用简单化学法制备得到多孔网状的钛凝胶涂层，孑L径大小为1～10um，通过仿生矿化沉积后得到的磷酸钙涂层仍为多孔结构，且孔径分布较基体有所增加，范围从1Hm至25“m；在微弧氧化钛表面制备的多孔HA涂层作为药物缓释载体，其体外释

6、放规律符合药物缓释体系的基本特征。由于所制备的HA涂层均具有多层孔结构，作为硬组织替换材料，应当有利于蛋自质吸附和细胞黏附及组织长入。通过仿生条件下共沉积所获得的含蛋白质HA涂层对于细胞黏附与生长将有更好的促进作用。含药物HA涂层，则将具有促进骨修复和防治骨相关疾病的作用。因此，利用上述方法，能制备具有不同生理功能或综合生理功能的硬组织替换材料。关键词；医用钛；溶胶一凝胶；多孔姒涂层；药物缓释：生理功能西南交通大学硕士研究生学位论文第lJl页Abstract0wingtomeexcellentmechallicalpropertiesoftitaniuma11dt

7、hebioactivitiesofhydroxy矗patite(HA)，theHAcoatingonti诅ni哪isregardedaiagreatlypromisingimplalltintheareaofhardtissuereplacement．Andalso，theporoustitaIlium(币)hasbeenappliedinthisarea．TheneWlybombonecouIdbefoundintheporcspaceofthepomustitanium，thusitisbeneficialtomeInech锄icalintedockingbe

8、t、veentheimplantandnaturalbone．ThereiseVidencethat也eHA1ayersontheporousTicanaccele豫tethebone掣Dwthmldenhancetllebondings订engtll．Ther眦oneedlcHAgrainsinnatu嘲h啪aIlbonedis硒butedirectionallyintllecollag髓ne仰。嫩Therefore，thesyntheicnanoneedleHAs曲ilartothenattlralhumanbonehasabetterbioactiviUOn

9、tlleotllcrh蛆d，dnlgdeliVeryhasbeenanewpromising印pmachtocuringfordiseases，suchasosteomyelidsandinfectiVeosteodefect．However，fewatte而onshavebeenpa三dto也eTi—HAcoalingw盐Chinesen们itionalmedicine(SalviaMiltion恤君Bunge，SMB)船dnlgcon仃olledreleaSesystem．Inmiswork，itwasinvestigated．Theporouslayerwa

10、sprep