本文選題：激光熔覆 + 生物陶瓷涂層��； 參考：《貴州大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：本文從材料表面改性入手,結(jié)合稀土對(duì)骨代謝的影響來(lái)抑制破骨細(xì)胞的活性,為治療磨屑病提供相關(guān)借鑒。采用激光熔覆技術(shù)、梯度設(shè)計(jì)思想和加入稀土氧化物L(fēng)a2O3的方法,在TC4合金上制備了一層含磷酸鈣生物復(fù)合陶瓷涂層,利用OM、顯微硬度計(jì)、SEM、XRD、SBF、ICP-AES、MTT、TRAP染色等方法,對(duì)涂層的結(jié)合界面、顯微硬度、組織結(jié)構(gòu)、微觀形貌、生物活性以及對(duì)破骨細(xì)胞活性抑制等方面進(jìn)行研究,結(jié)果表明:(1)在不同鈣磷比涂層中,稀土的加入都能夠很好的改善涂層與基材的結(jié)合,使涂層之間形成良好的冶金結(jié)合。(2)在不同鈣磷比條件下,不同稀土含量對(duì)涂層的顯微硬度、物相都有影響。生物陶瓷涂層主要是由CaTiO3、TiO2、CaO、β-TCP和HA等物相組成的復(fù)雜相涂層。Ca:P=1.4的涂層生成的生物活性相β-TCP和HA要比1.5的多。而當(dāng)稀土含量為0.4 wt.%時(shí),涂層中β-TCP和HA的衍射峰值最大,說(shuō)明涂層具有較好的生物活性。(3)對(duì)涂層表面進(jìn)行微觀形貌觀察與能譜分析發(fā)現(xiàn),涂層表面為典型黑亮陶瓷狀,局部有小型孔洞,表面并無(wú)明顯裂紋產(chǎn)生。涂層中主要含有O、P、Ca、Ti等元素,其中鈣磷原子比為1.61,與磷酸鈣中HA和TCP的鈣磷原子比相近。(4)在模擬體液中,稀土的加入能夠改善陶瓷涂層表面類(lèi)骨磷灰石數(shù)量與尺寸大小。Ca:P=1.4時(shí)比Ca:P=1.5的涂層在模擬體液中形成的類(lèi)骨磷灰石要多;Ca:P=1.4,稀土氧化物添加量為0.4wt.%~0.6wt.%時(shí),涂層在模擬體液中浸泡14天后,具有較好的性能。涂層經(jīng)浸泡后形成均勻分布,大小一致,無(wú)裂紋產(chǎn)生的涂層表面。(5)浸泡在模擬體液中的涂層質(zhì)量隨著浸泡時(shí)間的增加,而逐漸減少。涂層在模擬體液中浸泡28天,涂層的降解率為0.2126%。隨著浸泡時(shí)間的變化,鈣離子在模擬體液中的濃度是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程。模擬體液中稀土離子濃度隨浸泡時(shí)間增加逐漸增大。(6)不同稀土氧化物含量涂層的破骨前體細(xì)胞活性不同,表現(xiàn)出隨時(shí)間增加,活性減弱的趨勢(shì)。在6天后,細(xì)胞活性最低。說(shuō)明含稀土氧化物的涂層對(duì)細(xì)胞活性存在抑制作用。(7)細(xì)胞在不同稀土含量的涂層中培養(yǎng)12天后,用TRAP染色和甲基綠復(fù)染色后發(fā)現(xiàn),不同稀土含量的染色效果不同,涂層表面形成陷窩數(shù)量不同。稀土氧化物含量為0.4 wt.%時(shí),陷窩數(shù)少于其他組,說(shuō)明此時(shí)稀土對(duì)RANKL誘導(dǎo)破骨前體細(xì)胞形成破骨細(xì)胞有抑制作用。
[Abstract]:In this paper, the surface modification of materials and the effect of rare earth on bone metabolism were introduced to inhibit the activity of osteoclasts and provide reference for the treatment of debris disease.A layer of calcium phosphate bioceramics coating was prepared on TC4 alloy by laser cladding technology, gradient design method and adding rare earth oxide La2O3. The interface of the coating was studied by means of OM, microhardness tester, SBFICP-AESMA MTTTRAP staining, etc.The microhardness, microstructure, morphology, biological activity and inhibition of osteoclast activity were studied. The results showed that the addition of rare earth elements in the coatings with different Ca / P ratios could improve the bonding between the coating and the substrate.Under different Ca / P ratios, different rare earth contents have an effect on the microhardness and phase of the coatings.The bioceramic coating is composed of CaTiO3TiO2CaO, 尾 -TCP and HA. The bioactive phase 尾 -TCP and HA are more than 1.5 by the coating of CaTiO3TiO2CaO, 尾 -TCP and HA.When the content of rare earth is 0.4 wt.%, the diffraction peak of 尾 -TCP and HA in the coating is the largest, which indicates that the coating has good bioactivity.There are small holes and no obvious cracks on the surface.The coating mainly contains elements such as O _ (P _ (P)) _ (Ca ~ (2 +)) Ti, in which the ratio of Ca ~ (2 +) to P ~ (2 +) is 1.61, which is similar to that of HA in calcium phosphate and that of TCP in simulated body fluid.The addition of rare earth can improve the amount and size of bone-like apatite on ceramic coating surface. The amount and size of bone-like apatite on ceramic coating surface is more than that of bone-like apatite formed in simulated body fluid by Ca:P=1.5 coating. When the amount of rare-earth oxide is 0.4wt.%, the coating is immersed in simulated body fluid for 14 days.It has good performance.After soaking, the coating was uniformly distributed and uniform in size, and the coating surface without cracks was gradually reduced with the increase of immersion time.When the coating was immersed in simulated body fluid for 28 days, the degradation rate of the coating was 0.2126.With the change of immersion time, the concentration of calcium ion in simulated body fluid is a dynamic process.The concentration of rare-earth ions in simulated body fluid increased gradually with the increase of soaking time. The activity of osteoclast precursor cells with different rare-earth oxide content coatings was different and showed a tendency of decreasing with time.After 6 days, the cell activity was the lowest.The results showed that the coating containing rare earth oxide had inhibitory effect on cell activity. After 12 days of culture in the coating with different rare earth content, TRAP staining and methyl green co-staining showed that the dyeing effect of different rare earth content was different.The number of pits formed on the coating surface is different.When the content of rare earth oxide was 0.4 wt.%, the number of lacunae was less than that of other groups, which indicated that rare earth could inhibit the formation of osteoclasts induced by RANKL.
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG174.4

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本文編號(hào)：1754401