钛基生物医用材料表面改性及模拟体液培养

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1、河北工业大学硕士学位论文钛基生物医用材料表面改性及模拟体液培养姓名：冉均学申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：崔春翔2003.2.1钛基生物医用材料表面改性及模拟体液培养摘要生物相容性是钛基生物医用材料研究中应首先考虑的重要问题之一。为了提高材料的生物相容性，本研究对自制的钛基体进行了表面改性处理，并采用模拟体液培养试验评价了表面改性后材料的生物活性，对基体以及表面改性后材料的组织形貌、相组成、生物相容性进行了观察、分析与评估。分别用真空感应熔炼炉和非自耗真空电弧凝壳炉熔炼了钛及钛合金，对不同工艺制备的

2、基体进行组织和成分性能分析，发现石墨坩埚和氧化钙涂层坩埚造成了基体的严重污染，用此种工艺无法熔炼出正常性能的钛合金。通过对电弧炉熔炼的钛合金组织及成分的观察与测定，分析了电弧炉熔炼钛合金的结晶特点，合金元素对组织的影响，以及成分偏析时Mo、Nb、zr等合金元素的分布规律。对聚六钛酸钾晶须的制备工艺进行了探索，分析了不同原料配比及反应温度对晶须相组成、形态和尺寸的影响。结果表明：当K2C03和Ti02摩尔比在1：5．5～1：6之间时，在适当的温度下用烧结法可制得较高质量的六钛酸钾晶须，晶须直径在o．1～o．3

3、um问，长径比为1oo～2oo。依照晶须制备工艺参数，在纯钛表面原位合成了聚六钛酸钾表面功能涂层，涂层是由垂直于基体表面的聚六钛酸钾晶须紧密排列组成，厚约2～3微米。分析了基体表面氧化层对原位合成反应的作用以及固相生成与液相、气相逃逸同步进行的反应方式对钛酸钾晶须取向生长的影响。采用模拟体液培养试验评价了聚六钛酸钾功能涂层的生物活性，并对涂层表面性能以及聚六钛酸钾晶体的隧道结构对液相诱导钙磷沉积能力的影响进行了讨论。利用高温氧化膜与基体间存在的生长应力和热应力导致二者产生物理分层的原理制备了表面微孔钛，采用

4、简单的酸碱两步法对微孔钛表面进行了活化处理，对微孔钛的形成原因以及表面活化反应进行了研究。研究表明微孔取向和形状与基体的组织有关，孔与7L部分连通，孔径在10～40um问，孔深在lo~15um间，活化处理后表面形成了～层凝胶层。SBF溶液培养后发现沉积层由蜂巢状多边形胞状物组成，这些胞状物是由网状纳米环无规则排列构成，能谱测定钙、磷元素原子比n(ca)／n(P)约为1．61：l，与HA和人骨中的钙磷原子比很接近；通过对沉积机理的分析，认为微孑L钛的活性表面和SBF溶液过饱和离子浓度的环境造成了液相中钙磷盐的

5、沉积。关键词：表面改性，六钛酸钾涂层，表面微孔钛，酸碱处理，模拟体液培养，生物活性SURFACEMoDIFlCATloNoFTi黻A鬻RlX器lo醒嚣矜薹CALMA誉El娃A毛ANDSlMULA薯EDBODYFLUlDCUErIVATIoNABSTRACTBioco瑚恻nibilityi窘Oneofmemostconsider痈lep∞blems讯thestudyof瓢matrixbiem霉die鑫l璇鑫t毒矗al，Thesw舭eof瓢礅跳峻was搬。蠡瘀磁toi狂巾∞veilsbioeom湖_

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