鈦及鈦合金具有與人體骨組織相近的力學性能,以及良好的耐蝕性、生物相容性。但由其生物惰性所帶來的骨整合能力不佳也一定程度上限制了其應用。對植入體材料表面進行仿生化改性,可以顯著提高其骨整合能力。本研究通過大電流陽極氧化（HCA）工藝,可以制備仿生化的TiO₂微/納復合結構（MNT）膜層,再通過水熱處理將具有誘導骨生成能力的Sr元素負載在MNT膜層（MNT-Sr）表面。對水熱參數(shù)進行優(yōu)化后,對膜層的形貌、組成、膜基結合力、親水性,以及Sr²⁺在磷酸鹽緩沖液（PBS）中的釋放曲線等進行了分析。同時進行了體外細胞相容性以及骨生成能力的評價,得出了該MNT負載體系下,Sr元素促進骨生成的基本規(guī)律。本課題得到了如下結論:（1）MNT膜層中存在納米孔以及微米級凹坑,納米孔陣列均勻分布于微米級凹坑內部,呈蜂窩狀的結構,納米孔徑在10-40 nm,孔長在400-800nm之間。利用水熱法可以將Sr元素摻雜到MNT膜層表面,膜層成分為非晶態(tài)的TiO₂以及SrTiO₃。隨水熱時間延長,膜層Sr含量增加,親水性有所改善,并... 

【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 骨植入材料
        1.1.1 骨的基本特性
        1.1.2 骨植入材料的發(fā)展歷程
        1.1.3 植入體材料的基本要求
    1.2 生物醫(yī)用鈦及鈦合金
        1.2.1 鈦及其合金的基本特性
        1.2.2 醫(yī)用鈦合金的發(fā)展歷程
        1.2.3 國內外醫(yī)用鈦合金的應用
    1.3 鈦基植入體表面改性
        1.3.1 機械改性方法
        1.3.2 物理改性方法
        1.3.3 化學改性方法
    1.4 電化學方法制備仿生化結構
        1.4.1 植入體表面修飾的一般規(guī)律
        1.4.2 前期工作介紹
    1.5 Sr元素的生物學效應
    1.6 本課題的主要內容
    1.7 選題的目的及意義
第二章 負載Sr微/納復合結構的制備及表征
    2.1 樣品制備及表征設備
    2.2 實驗材料及藥品
    2.3 MNT膜層的制備
    2.4 Sr元素負載工藝的探索與優(yōu)化
        2.4.1 水熱負載Sr元素可行性探究
        2.4.2 負載Sr的MNT膜層參數(shù)優(yōu)化
    2.5 Sr摻雜MNT膜層的相關表征
        2.5.1 表征方法
        2.5.2 表征結果與討論
        2.5.3 表征總結
    2.6 功能化的MNT膜層形成過程分析
    2.7 本章小結
第三章 Sr摻雜微/納復合結構的生物相容性評價
    3.1 主要實驗設備
    3.2 實驗材料與試劑
    3.3 實驗方法
        3.3.1 細胞培養(yǎng)基及胰蛋白酶的配置
        3.3.2 細胞培養(yǎng)
        3.3.3 細胞毒性
        3.3.4 細胞黏附
        3.3.5 細胞增殖
        3.3.6 細胞骨架復染
        3.3.7 細胞形態(tài)
        3.3.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
    3.4 實驗結果與討論
        3.4.1 細胞活死
        3.4.2 細胞粘附結果與分析
        3.4.3 細胞增殖結果與分析
        3.4.4 細胞骨架復染結果與分析
        3.4.5 細胞掃描結果與分析
    3.5 植入體表面形貌與功能物質協(xié)同作用原理
    3.6 本章小結
第四章 Sr摻雜微/納復合結構的骨生成能力
    4.1 主要實驗設備
    4.2 實驗藥品及試劑
    4.3 實驗方法
        4.3.1 骨誘導培養(yǎng)基的配制
        4.3.2 成骨細胞的骨誘導培養(yǎng)
        4.3.3 堿性磷酸酶活性
        4.3.4 膠原分泌
        4.3.5 細胞外基質礦化
        4.3.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
    4.4 實驗結果與討論
        4.4.1 ALP分泌
        4.4.2 膠原分泌
        4.4.3 細胞外基質礦化
    4.5 本章小結
第五章 總結
參考文獻
致謝
碩士期間取得的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Bioadaptability: An Innovative Concept for Biomaterials[J]. Yingjun Wang.  Journal of Materials Science & Technology. 2016(09)
[2]人體硬組織植入材料的研究概況[J]. 張祎,郝志彪,張曉虎,康健.  炭素技術. 2006(03)
[3]醫(yī)用鈦合金的發(fā)展及研究現(xiàn)狀[J]. 寧聰琴,周玉.  材料科學與工藝. 2002(01)

碩士論文
[1]Ag2O納米顆粒負載SrTiO3納米管陣列的抗菌、成骨和成血管活性[D]. 陳毅.太原理工大學 2017
[2]一種基于特殊微弧氧化法制備有序TiO2介孔材料的初步研究[D]. 常成梁.太原理工大學 2015
[3]新型醫(yī)用無鎳不銹鋼（BIOSSN4）的生物相容性評價—體外細胞毒性實驗[D]. 劉瑩.中國醫(yī)科大學 2010



本文編號：3081927