NiTi表面TiO2_聚多巴胺膜层制备及生物性能研究.pdf

《NiTi表面TiO2_聚多巴胺膜层制备及生物性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文NiTi表面TiO2/聚多巴胺膜层制备及生物性能研究PREPARATIONANDBIOLOGICALPROPERTIESOFTITANIA/POLYDOPAMINECOATINGSONNiTiALLOY孙文静哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TB34学校代码：10213国际图书分类号：54密级：公开工程硕士学位论文NiTi表面TiO2/聚多巴胺膜层制备及生物性能研究硕士研究生：孙文静导师：刘福副教授申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TB34U.D.C:54Dis

2、sertationfortheMasterDegreeinEngineeringPREPARATIONANDBIOLOGICALPROPERTIESOFTITANIA/POLYDOPAMINECOATINGSONNiTiALLOYCandidate：SunWenjingSupervisor：AssociateProf.LiuFuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsPhysics&ChemistryAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDat

3、eofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要医用金属材料因其具备的优良性能，在医用领域有着重要地位。钛合金中的NiTi合金，具有良好的超弹性和形状记忆效应，目前已应用于牙科、骨科、心血管外科等领域。医用NiTi合金成分一般为Ti-50.5~51.5at.%Ni，含有近50(at.)%的Ni，Ni离子具有潜在毒性，长期置于人体中，可能会发生腐蚀使Ni离子溶出，进而引起疾病，对人体产生毒害。而且NiTi合金生物活性较差，植入人体后很难和人体骨骼结合，导致

4、手术愈合缓慢。所以，本文采用微弧氧化技术，对NiTi合金进行表面改性，改善其耐磨耐腐蚀能力，因多巴胺本身具有良好的生物性能，通过复合聚多巴胺，改善其生物相容性。利用SEM、XRD试验等对制得的膜层的表面形貌、成分等作出分析。利用模拟体液浸泡研究膜层诱导沉积羟基磷灰石的能力，分析膜层的生物活性。微弧氧化以浓磷酸作电解液，电源选用交流电源的恒流模式，分别改变电流密度、处理时间、频率的大小，对NiTi合金进行不同条件下的处理，得到最佳的制备参数。获得的TiO2膜层表面为典型的多孔形貌，膜厚3-7微米，膜层可有效降低表面Ni离子的含量。膜层内部物质是非晶的，水热处理后可结晶成锐钛矿型的TiO2。其粗

5、糙度随处理时间延长基本处于逐渐变大的趋势，随着电流密度和频率的增大，先减小后增大。结合强度不低于45MPa，与基体间的结合强度高，结合效果良好。研究结果表明，在处理时间为120s，处理电流密度为0.2A/cm2，频率为50Hz的条件下制得膜层表面形貌最佳，膜层最厚最致密，耐腐蚀性能最好。对膜层进行模拟体液浸泡，发现表面诱导沉积能力一般，体外生物活性稍差。利用三羟基氨基甲烷和盐酸多巴胺对微弧氧化得到的性能良好的TiO2膜层进行复合，得到TiO2/聚多巴胺复合膜层。复合膜层表面分布着明亮的颗粒，膜层呈现出棕褐色，进行EDS分析，证明了聚多巴胺涂层的存在。复合聚多巴胺以后的膜层腐蚀电位明显正移，腐

6、蚀性能变好。进行模拟体液浸泡，发现随着浸泡时间延长，膜层表面诱导的钙磷基沉积物增多，沉积层变厚，沉积效果更好。结合XRD图谱分析可知诱导产生的钙磷基沉积物是一种仿生磷灰石。研究结果表明，TiO2经水热处理后再复合聚多巴胺的复合膜层，耐腐蚀能力良好，诱导沉积磷灰石能力最强，具有优良的体外生物活性。关键词：NiTi合金；微弧氧化；TiO2/聚多巴胺；耐腐蚀性；生物活性-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractMedicalmetalmaterialshaveanimportantpositioninmedicalfieldbecauseoftheirexcellentperforman

7、ces.Intitaniumalloymaterialsystems,NiTialloywithgoodsuper-elasticityandshapememoryeffecthasbeenappliedinthefieldsofdentistry,orthopedics,andcardiovascularsurgery.ThecontentsofTiandNiinmostMedicalNiTialloyco