医用金属表面含磁粉TiO,2薄膜的制备及其血液相容性研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要随着新材料与生物技术的发展，医用生物材料的产业正在兴起，已越来越多的应用于实际医疗领域。但是生物材料与血液接触会产生血栓，这一问题严重的制约了生物医用材料的发展。对此，本实验提出了一种新方法来解决血栓形成问题：采用在常规的二氧化钛薄膜中添加磁性粉末，利用其产生的微磁场对血液中带电荷的血浆蛋白、血细胞及一些离子的运动产生作用，抑制它们在医用材料表面的吸附，从而从根本上解决形成血栓的问题。具体的实施方法是：①用溶胶一凝胶法制备超细SrFel2019磁性粉末；②用溶胶一凝胶法在31

2、6L不锈钢及镍钛合金基片上制备含SrFel2019磁性粉末的m02薄膜；③研究不同基体、有无薄膜及不同磁粉含量的薄膜对血液相容性的影响。运用x射线衍射仪tXRD)、透射电镜(TEM)等对磁性粉末的表面结构、尺寸及形貌进行了分析；用卸阻15型振动样品磁强计测试铁氧体的磁学性能；运用XRD、扫描电镜(SEM)等对薄膜的成分、结构、形貌等进行了分析；通过划痕实验表征了膜基结合力；采用SJ．201型粗糙度仪测量薄膜表面的粗糙度；采用C'13特斯拉计测量薄膜表面微磁场的大小；通过测定动态凝血时间、溶血率以及血

3、小板粘附对薄膜的血液相容性进行初步评价。采用溶胶一凝胶法(sol—gel)成功制得较纯的SrFel2019磁性粉末，该磁性粉末颗粒形貌大致为六角形，尺寸大小均匀且在20-50nm之问。利用谢乐公式计算出磁性粉末颗粒的尺寸为51．06rim，与实际观察得到的尺寸相近。磁滞回线的测试和分析表明，经过在850。C下保温lh再升温到950。C热处理的SrFel2019超微粉末的饱和磁化强度为99．95emu／g，矫顽力Hc为2275．45Oe，剩余磁化强度30．39emu／g，具有较好的永磁磁学性能。以钛酸

4、正丁酯为主要原料，无水乙醇为溶剂，盐酸和乙酰丙酮为添加剂，通过控制合适的工艺，用sol-gel法在316L不锈钢和NiTi合金表面制备含磁粉的啊02薄膜。实验结果表明，在500"C下处理1h的Ti02晶型为锐钛矿相。采用缓慢的速度升温(1～2℃／mill)，可以减少薄膜的开裂，有利于形成均匀、致密、颗粒细小的江苏大学硕士学位论文薄膜。通过划痕法测得添加SrFel2019磁粉后薄膜与不锈钢及NiTi合金基片之间的结合力分别为27N和30N左右。腐蚀试验表明，在316L不锈钢和NiTi合金表面涂覆Ti0

5、2薄膜和含磁粉的砸02薄膜后，能够减少金属材料受到体液的腐蚀，阻止金属镍离子等的析出。动态凝血时间测试表明，添加磁性粉末SrFel2019的Ti02薄膜的凝血时间延长，有较好的抗凝血性。并且薄膜中磁粉含量越高，抗凝血性能越好。溶血率实验表明，涂覆添加SrFel2019磁性粉末的啊02薄膜的溶血率较低，说明加入磁性粉末后，基片表面产生的微磁场对血红细胞的破坏程度减轻，血液相容性提高。血小板粘附实验表明，添加SrFel2019磁性粉末的Ⅲ02薄膜表面粘附的血小板数量要小于基片表面，且血小板无明显的伪足生

6、长，表现出良好的血液相容性。关键词：医用金属材料，溶胶一凝胶法，磁粉，面02薄膜，血液相溶性Ⅱ江苏大学硕士学位论文ABSTRACTWiththedevelopmentofnewmaterialsandbiologictechnology,thebiomedicalmaterialindustryhasfisen．Moreandmorebiomedicalmaterialshavebeenappliedintherealityofmedicalfield．However,thrombuswouldbe

7、generatedwhenbiomedicalmaterialscontactedwithblood,whichrestrictedthedevelopmentofbiomedicalmaterialsstrongly．Thusanewmethodwassuggestedtosettlethrombusprobleminthisthesis：micromagnetiefield，producedbym02filmcoatingwithmagneticpowders，wouldeffectthemov

8、ementofplasmaprotein,bemocyteandsomeionswhichwithnegativecharge，SOthattheadsorbingoftheseionsonthesurfaceofbiomedicalmaterialswouldberestrained．Theexecutionmethod：①TheSrFel2019ultrafmepowderswerepreparedbysol—gelmethod．②砸02filmcontainin