聚醚醚酮表面低溫等離子體改性的實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-04-17 02:18
【摘要】:目的:本實(shí)驗(yàn)采用低溫等離子體改性方法對(duì)聚醚醚酮(PEEK)植入材料進(jìn)行表面處理,以此可以在PEEK的表面形成納米尺度的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)探討不同種類(lèi)低溫等離子體處理對(duì)PEEK植入材料生物學(xué)活性的影響,為PEEK材料在口腔領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定良好的理論基礎(chǔ)。方法:將PEEK標(biāo)準(zhǔn)試件隨機(jī)分為不經(jīng)任何處理組(對(duì)照組)、氬氣等離子體處理組(氬氣組)、氮?dú)獾入x子體處理組(氮?dú)饨M)、90%氬氣加10%氮?dú)獾入x子處理組(氬氣+氮?dú)饨M),在各組不同的參數(shù)條件下制備試件;利用掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)觀(guān)察各組試件的表面微觀(guān)形貌以及粗糙度;接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)定各組試件表面的水接觸角;X射線(xiàn)光電子能譜儀(XPS)檢測(cè)材料表面元素成分變化;將MC3T3-EE成骨細(xì)胞接種在各組試件的表面與其進(jìn)行共培養(yǎng),觀(guān)察材料表面成骨細(xì)胞的黏附、增殖及分化情況,以此綜合評(píng)價(jià)低溫等離子體表面改性技術(shù)對(duì)PEEK生物學(xué)性能的影響。結(jié)果:EM和AFM結(jié)果顯示,對(duì)照組表面相對(duì)比較平整,低溫等離子體處理后的各組試件表面均變得凹凸不平,表面出現(xiàn)了納米尺度的形貌改變。與對(duì)照組相比,各改性組的粗糙度均增大,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05),其中氮?dú)饨M的粗糙度值最大,氬氣+氮?dú)饨M次之,氬氣組最小。水分子接觸角結(jié)果表明,低溫等離子體表面改性技術(shù)能夠明顯的降低PEEK材料表面的水分子接觸角(P0.05),氮?dú)饨M降低的幅度最大,氬氣+氮?dú)饨M次之,氬氣組最小。XPS結(jié)果表明經(jīng)過(guò)等離子體處理之后,各改性組材料表面均引入了氮元素。生物學(xué)活性結(jié)果顯示,氬氣、氮?dú)、氬?氮?dú)獾蜏氐入x子體處理之后的PEEK無(wú)細(xì)胞毒性,并且促進(jìn)了MC3T3-E1成骨細(xì)胞在試件表面的黏附、增殖與分化,具有良好的生物學(xué)活性,其中氮?dú)饨M生物學(xué)活性最強(qiáng)。結(jié)論:氬氣、氮?dú)、氬?氮?dú)獾蜏氐入x子體改性都可使PEEK表面形成納米拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并且還能顯著提高PEEK的生物學(xué)活性,其中氮?dú)饨M作用最強(qiáng)。
【圖文】:
第3章結(jié)果逡逑3.1掃描電子顯微鏡(SEM)觀(guān)察逡逑圖1是各組PEEK試件表面的掃描電鏡微觀(guān)形貌圖?梢钥闯觯哄义辖(jīng)過(guò)1500目的碳化硅砂紙打磨之后,對(duì)照組PEEK試件的表面相對(duì)逡逑平滑,僅能看到一些因?yàn)樯凹埓蚰ザ霈F(xiàn)的微小而不規(guī)則細(xì)紋。而逡逑PEEK標(biāo)準(zhǔn)試件經(jīng)過(guò)氬氣等離子體處理之后,在試件表面可以看到深逡逑淺不一的溝壑。經(jīng)過(guò)氮?dú)獾入x子體處理之后也能在試件表面見(jiàn)到深逡逑溝,經(jīng)過(guò)氬氣+氮?dú)獾入x子體處理之后的試件也呈現(xiàn)了相似的表面形逡逑貌。由此可以總結(jié):PEEK標(biāo)準(zhǔn)試件經(jīng)過(guò)等離子體處理之后,表面變逡逑得粗糙不平。逡逑■■逡逑圖1各組PEEK試件表面的掃描電鏡微觀(guān)形貌圖(1000倍)逡逑(A:對(duì)照組B:氬
逑3.2原子力顯微鏡(AFM)觀(guān)察逡逑圖2是各組PEEK試件表面的原子力形貌圖,,各組對(duì)應(yīng)的粗糙逡逑度數(shù)值見(jiàn)表2。由AFM結(jié)果可見(jiàn),對(duì)照組試件與實(shí)驗(yàn)組試件呈現(xiàn)明逡逑顯不同的表面形貌。對(duì)照組試件的表面較為光滑平坦,無(wú)任何突起結(jié)逡逑構(gòu),表面粗糙度Ra值僅為30.23±3.11nm邋(如圖2A所示)。與對(duì)照組逡逑相比,氬氣處理組的粗糙度增加,Ra值達(dá)到了邋99.60±5.43nm,并且逡逑在其表面可以觀(guān)察到許多高低不等的突起(如圖2B所示);與對(duì)照逡逑組相比,氮?dú)馓幚斫M的表面也可以明顯的看到起伏(如圖2C所示),逡逑粗糙度達(dá)到了邋192.60±5.89nm,較對(duì)照組明顯增高;氬氣+氮?dú)饨M表面逡逑也可以觀(guān)察到許多突起而且突起排列的更加致密(如圖2D所示),逡逑該組的Ra值為150.20±5.23邋nm
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類(lèi)號(hào)】:R783.1
【圖文】:
第3章結(jié)果逡逑3.1掃描電子顯微鏡(SEM)觀(guān)察逡逑圖1是各組PEEK試件表面的掃描電鏡微觀(guān)形貌圖?梢钥闯觯哄义辖(jīng)過(guò)1500目的碳化硅砂紙打磨之后,對(duì)照組PEEK試件的表面相對(duì)逡逑平滑,僅能看到一些因?yàn)樯凹埓蚰ザ霈F(xiàn)的微小而不規(guī)則細(xì)紋。而逡逑PEEK標(biāo)準(zhǔn)試件經(jīng)過(guò)氬氣等離子體處理之后,在試件表面可以看到深逡逑淺不一的溝壑。經(jīng)過(guò)氮?dú)獾入x子體處理之后也能在試件表面見(jiàn)到深逡逑溝,經(jīng)過(guò)氬氣+氮?dú)獾入x子體處理之后的試件也呈現(xiàn)了相似的表面形逡逑貌。由此可以總結(jié):PEEK標(biāo)準(zhǔn)試件經(jīng)過(guò)等離子體處理之后,表面變逡逑得粗糙不平。逡逑■■逡逑圖1各組PEEK試件表面的掃描電鏡微觀(guān)形貌圖(1000倍)逡逑(A:對(duì)照組B:氬
逑3.2原子力顯微鏡(AFM)觀(guān)察逡逑圖2是各組PEEK試件表面的原子力形貌圖,,各組對(duì)應(yīng)的粗糙逡逑度數(shù)值見(jiàn)表2。由AFM結(jié)果可見(jiàn),對(duì)照組試件與實(shí)驗(yàn)組試件呈現(xiàn)明逡逑顯不同的表面形貌。對(duì)照組試件的表面較為光滑平坦,無(wú)任何突起結(jié)逡逑構(gòu),表面粗糙度Ra值僅為30.23±3.11nm邋(如圖2A所示)。與對(duì)照組逡逑相比,氬氣處理組的粗糙度增加,Ra值達(dá)到了邋99.60±5.43nm,并且逡逑在其表面可以觀(guān)察到許多高低不等的突起(如圖2B所示);與對(duì)照逡逑組相比,氮?dú)馓幚斫M的表面也可以明顯的看到起伏(如圖2C所示),逡逑粗糙度達(dá)到了邋192.60±5.89nm,較對(duì)照組明顯增高;氬氣+氮?dú)饨M表面逡逑也可以觀(guān)察到許多突起而且突起排列的更加致密(如圖2D所示),逡逑該組的Ra值為150.20±5.23邋nm
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類(lèi)號(hào)】:R783.1
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本文編號(hào):2630333
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