發(fā)布時(shí)間：2017-08-24 09:14

  本文關(guān)鍵詞：鈦基體表面水熱法調(diào)控制備納米羥基磷灰石復(fù)合涂層的研究

  更多相關(guān)文章： 納米復(fù)合材料 羥基磷灰石涂層 仿生合成 水熱合成 左旋多巴胺

【摘要】：金屬純鈦(Titanium, Ti)及鈦合金本身作為一種生物醫(yī)用材料由于其優(yōu)異的理化機(jī)械性能被廣泛地應(yīng)用于臨床骨科及植入醫(yī)學(xué)中,但其生物惰性不能誘導(dǎo)周圍骨組織的生長(zhǎng),限制了其進(jìn)一步地發(fā)展,所以需要對(duì)鈦基體表面進(jìn)行改性及修飾以提高其生物性能；羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2, Hydroxyapatite, HAP)作為一種與人體自然骨組織成分與結(jié)構(gòu)均相仿的鈣磷生物陶瓷,具有良好的生物活性及生物相容性,與鈦基體結(jié)合正好可以彌補(bǔ)其機(jī)械性能的不足,所以在鈦基體表面制備羥基磷灰石復(fù)合涂層是一種理想的方式使兩者結(jié)合共同發(fā)揮其最大優(yōu)勢(shì)成為新一代的生物醫(yī)用材料。最新通過(guò)海洋貽貝學(xué)發(fā)現(xiàn)了多巴胺優(yōu)異的材料黏合性能從而推動(dòng)了仿生學(xué)的研究,而水熱法作為涂層制備一直以來(lái)的熱點(diǎn)方法之一,基于這兩點(diǎn)本論文提出分別使用仿生水熱法以及模板水熱法在鈦基體表面制備納米羥基磷灰石復(fù)合涂層,主要內(nèi)容如下：(1)仿生水熱法即先通過(guò)仿生礦化的手段在鈦基體表面構(gòu)筑一層羥基磷灰石種子層,再進(jìn)一步地水熱沉積為羥基磷灰石涂層。經(jīng)過(guò)X射線衍射(X-ray Diffraction, XRD)、掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)、傅里葉紅外光譜(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR)等表征手段證實(shí)了仿生礦化階段為種子層的生成提供必要的基礎(chǔ)以及水熱沉積階段晶種的加速成核和生長(zhǎng),最后得到的納米羥基磷灰石復(fù)合涂層無(wú)論基體和涂層都保持了純相,沒(méi)有雜相以及副產(chǎn)品生成,另外,接近其理論形貌的六棱柱納米羥基磷灰石粒子完好地覆蓋在鈦基體表面,以一種多孔鈦表面／聚多巴胺膜層／羥基磷灰石晶種／納米棱柱羥基磷灰石的多層結(jié)構(gòu)形式組成,同時(shí)所觀察到的納米復(fù)合涂層是均勻的、無(wú)裂紋的、以及具有一定合適的厚度與基體緊密結(jié)合的,從而可以考慮作為優(yōu)良的生物材料應(yīng)用于人體植入支架、藥物載體等多方面醫(yī)藥用途；上述所有的制備步驟都只采用化學(xué)方法處理,反應(yīng)條件相對(duì)緩和,反應(yīng)最高溫度不超過(guò)180℃,優(yōu)化的制備參數(shù)為：采用Piranha溶液活化鈦基體、植種時(shí)間為2d、水熱絡(luò)合劑為EDTA、pH值為10、水熱反應(yīng)溫度為180℃、水熱反應(yīng)時(shí)間為24h。(2)模板水熱法即使用左旋多巴胺作為水熱模板劑在鈦基體上一步合成羥基磷灰石涂層。通過(guò)上述表征手段證實(shí)了微量左旋多巴胺的添加對(duì)羥基磷灰石的物相組成和微觀形貌起到一定的模板調(diào)控作用并有利于在鈦基體上制備聚多巴胺／羥基磷灰石復(fù)合薄膜。通過(guò)添加左旋多巴胺得到的羥基磷灰石粒子組成上更加接近于近似于人體自然骨組織成分的碳酸化羥基磷灰石(Carbonated Hydroxyapatite, CHAP);其形貌為納米片多級(jí)層狀結(jié)構(gòu),為羥基磷灰石天然及生物環(huán)境下所具有的獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)形貌。優(yōu)化的制備參數(shù)為：采用Piranha溶液活化鈦基體、水熱模板劑左旋多巴胺的添加量為5mM、pH調(diào)節(jié)劑及沉淀劑尿素的添加量為0.5M、水熱反應(yīng)溫度為180℃、水熱反應(yīng)時(shí)間為24h。
【關(guān)鍵詞】：納米復(fù)合材料 羥基磷灰石涂層 仿生合成 水熱合成 左旋多巴胺
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4;R318.08
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-28
• 1.1 生物材料簡(jiǎn)介12-14
• 1.2 羥基磷灰石14-19
• 1.2.1 羥基磷灰石簡(jiǎn)介14-16
• 1.2.2 羥基磷灰石應(yīng)用進(jìn)展16-17
• 1.2.3 羥基磷灰石合成、改性及涂層制備17-19
• 1.3 聚多巴胺薄膜19-21
• 1.3.1 多巴胺簡(jiǎn)介19
• 1.3.2 聚多巴胺薄膜應(yīng)用進(jìn)展19-21
• 1.4 選題意義及研究?jī)?nèi)容21-22
• 參考文獻(xiàn)22-28
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料、儀器及表征方法28-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑28-29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備29-30
• 2.3 表征與測(cè)試方法30-31
• 2.3.1 X射線衍射儀(X-ray diffraction,XRD)30
• 2.3.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(Field emission scanning electron microscope,FESEM)30-31
• 2.3.3 X射線能譜儀(Energy dispersive X-ray spectrometer,EDS)31
• 2.3.4 傅里葉變換紅外光譜儀(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)31
• 2.3.5 激光共聚焦拉曼光譜儀(Laser Confocal Micro-Raman Spectroscopy)31
• 2.4 數(shù)據(jù)處理與作圖31-32
• 第三章 仿生水熱法制備羥基磷灰石涂層32-51
• 3.1 引言32-33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分33-34
• 3.3 結(jié)果與討論34-48
• 3.3.1 表征測(cè)試結(jié)果34-39
• 3.3.2 基體的影響39-40
• 3.3.3 植種時(shí)間的影響40-42
• 3.3.4 水熱溫度的影響42-43
• 3.3.5 水熱時(shí)間的影響43-45
• 3.3.6 水熱pH值的影響45-46
• 3.3.7 水熱絡(luò)合劑的影響46-47
• 3.3.8 機(jī)理探討47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 參考文獻(xiàn)49-51
• 第四章 模板水熱法制備羥基磷灰石涂層51-63
• 4.1 引言51-52
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分52-53
• 4.3 結(jié)果與討論53-60
• 4.3.1 模板劑添加量的影響53-59
• 4.3.2 制備參數(shù)的影響59-60
• 4.3.3 機(jī)理探討60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 參考文獻(xiàn)61-63
• 第五章 全文總結(jié)及展望63-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間獲得的研究成果65-67
• 致謝67

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 蘇威;;水熱法加工灰重石[J];無(wú)機(jī)鹽工業(yè);1984年08期

2 詹文豹;;水熱法生產(chǎn)氧化鋯系超微粒[J];稀土信息;1992年08期

3 施爾畏,仲維卓,華素坤,路治平,趙天德,欒懷順;水熱法紫色水晶的生長(zhǎng)[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);1993年04期

4 施爾畏，，夏長(zhǎng)泰，王步國(guó)，仲維卓;水熱法的應(yīng)用與發(fā)展[J];無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào);1996年02期

5 沈才卿;;山東藍(lán)寶石顏色成因解說(shuō)及改色方法探討——兼談高溫高層厭水熱法改色試驗(yàn)[J];中國(guó)寶玉石;1993年02期

6 溫立哲,鄧淑華,黃慧民,周立清;水熱法制備氧化鋯微粉的進(jìn)展[J];無(wú)機(jī)鹽工業(yè);2003年02期

7 王海龍;徐中慧;吳丹丹;譚欽文;謝羽佳;李春林;;粉煤灰兩步水熱法制備人工沸石[J];化工環(huán)保;2013年03期

8 章元濟(jì);用水熱法自明礬石制造硫酸鉀[J];化學(xué)世界;1956年08期

9 蘇威;;水熱法處理鉻礦生產(chǎn)鉻鹽[J];無(wú)機(jī)鹽工業(yè);1984年01期

10 馬劍華;毛銘華;;水熱法制備超細(xì)氧化鋯粉末的研究[J];化工冶金;1993年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張士成;陳炳辰;韓躍新;;水熱法制備陶瓷粉[A];第六屆全國(guó)粉體工程學(xué)術(shù)大會(huì)暨2000年全國(guó)粉體設(shè)備-技術(shù)-產(chǎn)品交流會(huì)會(huì)議文集[C];2000年

2 雷霆;羅鳳蘭;薄新維;夏世華;;水熱法制備納米熱敏材料研究[A];四川省電子學(xué)會(huì)傳感技術(shù)第九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

3 ;水熱法制備系列納米級(jí)鈰鋯基稀土復(fù)合氧化物固溶體粉體[A];廣東省材料研究學(xué)會(huì)部分單位會(huì)員成果匯編[C];2005年

4 鄧宏;姜斌;曾娟;李陽(yáng);王恩信;;水熱法在陶瓷粉體制備中的應(yīng)用研究[A];第四屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

5 鄭雅杰;符麗純;;添加劑對(duì)水熱法制備超細(xì)氧化鐵的影響[A];第六屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（6）[C];2007年

6 汪海峰;張莉;王志成;;低溫水熱法制備多鐵性材料鐵酸鉍[A];全面建成小康社會(huì)與中國(guó)航空發(fā)展——2013首屆中國(guó)航空科學(xué)技術(shù)大會(huì)論文集[C];2013年

7 趙青;楊陽(yáng);孫永欣;王紹鋼;劉力;常愛(ài)民;;低溫微波水熱法制備氧化釔穩(wěn)定氧化鋯[A];第十屆全國(guó)敏感元件與傳感器學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

8 黃敏文;苑星海;李勇;;水熱法鐿、銩共摻納米上轉(zhuǎn)換材料的制備[A];第11屆全國(guó)發(fā)光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

9 王恩過(guò);丘小玲;;微波水熱法制備的YVO_4:Eu~(3+)材料的發(fā)光性能研究[A];“第十四屆全國(guó)微波能應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議”暨“2009年微波創(chuàng)造美的生活高峰論壇”論文集[C];2009年

10 葉曉云;周鈺明;陳景;孫艷青;王志強(qiáng);;不同形貌ZnO的水熱法制備與表征[A];2007年全國(guó)博士生學(xué)術(shù)論壇（材料科學(xué)與工程學(xué)科）論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 記者 左永剛;水熱法降低醫(yī)療廢物焚燒飛灰毒性實(shí)現(xiàn)新應(yīng)用[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2010年

2 廖欣 蔣卉;桂林礦地院聘請(qǐng)?jiān)菏繛楦呒?jí)顧問(wèn)[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 盛英卓;水熱法制備水溶性碳點(diǎn)及其熒光性能與應(yīng)用研究[D];蘭州大學(xué);2015年

2 馮曉婷;用于LED的單一基質(zhì)碳量子點(diǎn)熒光粉的合成與發(fā)光性能[D];太原理工大學(xué);2016年

3 張鳳榮;層狀雙氫氧化物基吸附劑制備及性能研究[D];山東大學(xué);2015年

4 潘清濤;納米材料的水熱法制備與表征[D];蘭州大學(xué);2009年

5 劉義;水熱法制備鉍鐵系化合物及其光催化性能研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

6 王明軍;氧化鋅/二氧化鈦納米材料的水熱法制備、表征及在光電器件中的應(yīng)用[D];武漢大學(xué);2011年

7 顧江江;新型高性能氮摻雜碳點(diǎn)的設(shè)計(jì)、制備與應(yīng)用研究[D];南京大學(xué);2015年

8 董祥;純鈦水熱法制備低維納米結(jié)構(gòu)TiO_2及其光電化學(xué)性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

9 劉寶;氧化鋅納米晶的水熱法制備及其摻雜改性研究[D];山東大學(xué);2011年

10 金東日;γ-氧化鋁和尖晶石型偏鋁酸鋅納米結(jié)構(gòu)的離子液體輔助水熱法可控合成研究[D];南開(kāi)大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李江紅;三聚氰胺樹(shù)脂微球的水熱法制備及表征[D];河北大學(xué);2015年

2 劉運(yùn)浩;水熱法制備稀土錳氧化物納米材料及磁性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

3 王培奎;微波水熱法制備BiFeO_3粉體及其陶瓷多鐵性研究[D];陜西科技大學(xué);2015年

4 戚瑞瓊;Zr_2P_2WO_(12)及其復(fù)合材料的制備與性能研究[D];鄭州大學(xué);2015年

5 曾慶平;TiO_2新型復(fù)合催化劑的制備及性能研究[D];上海交通大學(xué);2015年

6 尤明江;稀土Eu~(3+)摻雜CdWO_4納米材料制備及發(fā)光性能研究[D];上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院;2015年

7 張文靜;流變相法和水熱法制備鋰離子電池正極材料磷酸釩鋰及其性能研究[D];山東大學(xué);2015年

8 范匯洋;微米碳球的水熱法制備及其復(fù)合結(jié)構(gòu)研究[D];華北電力大學(xué);2015年

9 劉明;一步水熱法構(gòu)建及調(diào)控超疏水木材表面[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2015年

10 劉世豐;溶膠—水熱法制備納米SrTiO_3粉體及其表面包覆MgO復(fù)合陶瓷的制備和性能研究[D];廣西大學(xué);2015年

本文編號(hào)：730430