發(fā)布時間：2018-06-02 00:18

  本文選題：316L不銹鋼 + 兩步陽極氧化��； 參考：《武漢科技大學》2016年碩士論文

【摘要】：316L奧氏體醫(yī)用不銹鋼具有良好的機械力學性能、較強的抗腐蝕性能及價格低廉等優(yōu)點,因此在醫(yī)用領域存在巨大潛在應用價值。但316L不銹鋼較低的生物相容性及其含有鉻、鎳等生物毒性元素的缺點限制了其應用。本文采用兩步陽極氧化法在316L醫(yī)用不銹鋼表面制備出納米孔陣列氧化層且氧化層內Cr、Ni元素的含量相對不銹鋼基體而言有大幅度降低,從而來改善其生物相容性。此外,二維(2D)石墨烯由于片層間的范德華力而容易發(fā)生團聚,這使得2D石墨烯的獨特性能受到限制;三維(3D)石墨烯不僅能夠保持2D石墨烯的特有性能,而且在實際應用中的其他性能還能得到增強,因而受到廣泛關注。但3D石墨烯的生物學影響到目前仍不清楚。由于3D石墨烯在生物醫(yī)用領域存在巨大應用前景,本文以316L醫(yī)用不銹鋼表面納米孔陣列為模板制備出3D石墨烯且對其體外生物相容性作了系統(tǒng)性評估。1.采用兩步陽極氧化法在316L不銹鋼表面制備出孔徑可控的納米孔陣列。在第二步陽極氧化過程中,納米孔孔徑受電壓的影響且在一定范圍內與陽極氧化時間之間存在線性關系。相對于第一步陽極氧化而言,在孔徑?jīng)]有明顯擴張的情況下,第二步陽極氧化所生成的納米孔深度是之前的7倍。經(jīng)過第二步陽極氧化的不銹鋼表面不存在零價的Fe、Cr和Ni且X射線光電子譜(XPS)檢測譜中沒有出現(xiàn)Cr、Ni的信號峰;2.以聚多巴胺為碳源,在孔徑分別為50nm和240nm的不銹鋼表面納米孔陣列上制備出3D石墨烯,用NIH-3T3成纖維細胞對其體外生物安全性做了評估。納米孔陣列有效改善了316L不銹鋼的生物相容性。三維石墨烯則引起了細胞毒性,毒性大小與其三維構型有關;毒性的產(chǎn)生是由于細胞吞噬了三維石墨烯層中的納米碳球,隨之阻礙了細胞內黏附蛋白和肌動蛋白絲的合成,最終導致細胞凋亡。
[Abstract]:316L austenitic medical stainless steel has good mechanical and mechanical properties, strong corrosion resistance and low price, so it has great potential application value in medical field. However, the low biocompatibility of 316L stainless steel and the shortcomings of its biotoxic elements, such as chromium and nickel, limit its application. In this paper, nano-porous array oxidation layer was prepared on the surface of 316L medical stainless steel by two-step anodization method. The content of Cr-Ni in the oxidation layer was decreased significantly compared with the stainless steel matrix, thus improving its biocompatibility. In addition, 2D / 2D) graphene is prone to agglomeration due to van der Waals force, which limits the unique properties of 2D graphene, and 3D / 3D) graphene can not only preserve the unique properties of 2D graphene, And other performance in practical applications can also be enhanced, so it has received wide attention. However, the biological effects of 3 D graphene are still unclear. Because 3D graphene has great application prospect in biomedical field, 3D graphene was prepared by using 316L medical stainless steel surface nano-porous array as template and its biocompatibility in vitro was systematically evaluated. Two-step anodizing method was used to fabricate nano-pore arrays with controllable pore size on 316L stainless steel surface. In the second step of anodic oxidation, the pore size is affected by the voltage and has a linear relationship with the anodic oxidation time in a certain range. Compared with the first step of anodizing, the depth of the nano-pore generated by the second step anodizing is 7 times that of the former without obvious expansion of the pore size. The surface of stainless steel after the second step anodization does not have zero valence FeNCr and Ni, and there is no signal peak of Cr-Ni in the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Using polydopamine as carbon source, 3D graphene was prepared on stainless steel surface nano-pore arrays with pore sizes of 50nm and 240nm, respectively. The biosafety of NIH-3T3 fibroblasts in vitro was evaluated. The biocompatibility of 316L stainless steel was improved by nano-pore array. Three-dimensional graphene causes cytotoxicity, and the toxicity is related to its three-dimensional configuration. The toxicity is caused by the cell phagocytosis of nano-carbon spheres in the three-dimensional graphene layer, which hinders the synthesis of adhesion proteins and actin filaments. Eventually leading to apoptosis.
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4;R318.08

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