本文關鍵詞：醫(yī)用鈦合金表面氧化處理及功能組裝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

醫(yī)用鈦合金表面氧化處理及功能組裝研究

冉海瓊

【摘要】 本研究以結合鈦合金優(yōu)良的物理特性與生物分子良好的生物活性及特異性為目的,首先利用陽極氧化法和微弧氧化法分別對醫(yī)用鈦合金表面進行處理,進一步經聚多巴胺(PDA)薄膜修飾后,一方面利用仿生礦化法制備羥基磷灰石(HA)生物活性涂層,研究聚多巴胺對醫(yī)用鈦合金表面生物誘導沉積HA能力的影響。另一方面,我們以聚多巴胺作為橋梁,將具有促進鈣吸收和利用的酪蛋白磷酸肽(CPP)分子修飾在氧化處理后的鈦合金表面,形成聚多巴胺-酪蛋白磷酸肽(PDA-CPP)生物復合薄膜。并利用仿生礦化法制備HA生物活性涂層,研究CPP對醫(yī)用鈦合金表面生物誘導沉積HA能力的影響。利用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、X射線衍射儀(XRD)、接觸角測量儀、X-射線光電子能譜儀(XPS)、全反射傅里葉變換紅外光譜(ATR-FTIR)等分析測試方法對改性前后鈦合金表面的形貌、物相結構、潤濕性以及組成成分等進行了分析表征。同時,采用材料與成骨細胞體外共培養(yǎng)的方式,研究了改性前后鈦合金表面的細胞相容性。通過實驗研究得到了以下主要結論：(1)與未處理的鈦合金相比,經陽極氧化或微弧氧化處理能夠在鈦合金表面分別形成納米管和微米孔結構。進一步在二者表面修飾PDA薄膜后,XPS全譜圖中出現N元素,證明PDA被成功組裝在鈦合金表面。水接觸角測量結果表明,二者表面PDA薄膜都具有親水性,水接觸角分別為48°和54°。(2)將氧化處理后組裝有PDA薄膜的鈦合金表面進行仿生礦化實驗,結果發(fā)現該層薄膜可以顯著提高HA涂層的沉積能力,其表面HA排列較為致密、規(guī)則。(3)利用PDA和CPP之間的酰胺化反應,可在陽極氧化或微弧氧化處理后的鈦合金表面組裝PDA-CPP生物復合薄膜。由XPS數據分析得知,功能性組裝后的鈦合金表面其元素組成發(fā)生了變化；另外,利用ATR-FTIR可檢測到樣品表面出現了相應的化學基團的紅外特征吸收峰；水接觸角測量結果表明,PDA-CPP生物復合薄膜具有更好的親水性。(4)將陽極氧化和微弧氧化處理后組裝有PDA-CPP生物復合薄膜的鈦合金表面進行仿生礦化實驗,結果表明二者均能夠在較短時間內誘導沉積HA涂層,且與微弧氧化處理組相比較,經陽極氧化處理的鈦片具有更好的礦化性能。(5)對成骨細胞進行體外培養(yǎng)實驗后發(fā)現,與未修飾的鈦合金相比,成骨細胞在氧化處理后組裝有PDA-CPP生物復合薄膜的鈦片表面表現出更好的粘附性和增殖能力,具有良好的臨床應用前景。

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