【摘要】： 鈦和鈦合金由于具有良好的理化性能和極佳的生物相容性已經(jīng)廣泛應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,但由于其彈性模量較大,遠(yuǎn)大于牙體組織和骨組織,人們開始著眼于研制彈性模量更低的鈦合金。Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金是一種新型的β-鈦合金,具有較低的彈性模量,同時(shí)強(qiáng)度較高,適于做骨植入材料。同時(shí),鈦和鈦合金生物活性較差,與骨結(jié)合強(qiáng)度較低,在生理?xiàng)l件下易造成金屬離子析出,解決這個(gè)問題的一個(gè)方法是對(duì)其進(jìn)行表面改性。本研究采用微弧氧化技術(shù)對(duì)該合金進(jìn)行表面改性,并檢測其理化性能、評(píng)價(jià)其生物安全性,探討微弧氧化改性的效果。 研究目的 通過檢測經(jīng)微弧氧化處理的鈦鈮鋯錫合金的理化性能并評(píng)價(jià)其生物安全性,探討其應(yīng)用于臨床的可能性并為其今后在臨床的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 研究方法 1.以不同電壓和頻率對(duì)試件進(jìn)行微弧氧化處理,用掃描電鏡觀察其表面形貌,檢測氧化膜的厚度,評(píng)價(jià)電壓和頻率對(duì)結(jié)果的影響并選擇合適的氧化電壓和脈沖頻率; 2.使用能譜分析儀、X射線衍射儀、接觸角測量儀、粗糙度儀、顯微硬度計(jì)和涂層附著力自動(dòng)劃痕儀,檢測經(jīng)微弧氧化處理后鈦鈮鋯錫合金的元素組成、晶相結(jié)構(gòu)、表面能、表面粗糙度、顯微硬度和膜層結(jié)合力; 3.根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)和醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),通過細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、溶血實(shí)驗(yàn)、口腔粘膜刺激實(shí)驗(yàn)以及短期全身毒性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)其生物安全性。 研究結(jié)果 1.經(jīng)微弧氧化處理后的鈦鈮鋯錫合金表面形成了一層灰綠色的氧化膜,表面均勻分布著直徑1~5μm左右的微孔,呈現(xiàn)粗糙多孔的表面形貌,孔徑和氧化膜厚度隨電壓增大而增大。 2.氧化膜由Ti , O ,Ca , P,Zr,Nb,Sn 7種元素組成,二氧化鈦的相位結(jié)構(gòu)為金紅石相和銳鈦礦相,膜的顯微硬度為414±1.67HV,表面粗糙度1.175±0.196μm,與基體的結(jié)合力為32±1.21N,表面能62.9 mJ/m2,微弧氧化提高了材料的表面能和粗糙度。 3.細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示經(jīng)微弧氧化處理的鈦鈮鋯錫合金無細(xì)胞毒性,溶血實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示其溶血率小于5%,具有良好的血液相容性,口腔粘膜刺激實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示其對(duì)粘膜無刺激性,短期全身毒性實(shí)驗(yàn)顯示其無短期全身毒性,具有良好的生物安全性。 結(jié)論 經(jīng)微弧氧化處理的鈦鈮鋯錫合金表面形成粗糙、多孔、結(jié)合緊密并富含鈣磷元素的氧化膜,氧化膜厚度和表面孔徑隨電壓增大而增大,微弧氧化技術(shù)提高了材料的表面能和粗糙度;經(jīng)微弧氧化的鈦鈮鋯錫合金具有良好的生物安全性。
【圖文】：

第四軍醫(yī)大學(xué)碩士學(xué)位論文濃度為 0.2mol/L，磷酸二氫根濃度為 0.09mol/L，加入適量的氫氧化鈉使電解液 pH 值為 10～11。c.微弧氧化處理：分別在上述電壓、頻率和占空比 5～15%條件下以鈦鈮鋯錫合金試件為陽極，不銹鋼片為陰極，采用脈沖-直流電源對(duì)試件進(jìn)行微弧氧化處理，恒溫水浴，處理時(shí)間 5min，清洗、干燥備用。1.2.3 表面形貌觀察試件噴金，用場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察其表面形貌。2. 結(jié)果實(shí)驗(yàn)過程中，起弧后，在電解液中的試件表面可以觀察到無數(shù)游動(dòng)的放電弧光，處理完的試件表面形成了一層灰綠色的陶瓷膜，表面均勻一致。掃描電鏡觀察表面有大小不同的微孔分布，，直徑約 1μm～5μm。

不同氧化電壓下氧化膜表面形貌
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：R783.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2690217