近等原子比的鎳鈦（NiTi）合金因具有獨(dú)特的形狀記憶效應(yīng)、超彈性、低彈性模量以及良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn),已作為生物醫(yī)用植入材料廣泛應(yīng)用于整形外科領(lǐng)域。然而,由于其自身抗菌能力較差以及生物活性較弱,植入人體后易受感染,最終導(dǎo)致手術(shù)失敗。合適的納米級(jí)表面形貌可有效改善材料的生物相容性,而負(fù)載生物活性元素能有效發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng),因此將二者結(jié)合有望解決NiTi合金作為植入體存在的問題。本研究首先采用陽極氧化技術(shù)在NiTi合金表面構(gòu)建了Ni-Ti-O納米孔（表示為NP）,然后再通過電沉積成功地將生物活性元素Cu負(fù)載至Ni-Ti-O納米孔中（表示為NP-Cu）,并系統(tǒng)評(píng)估了其體外抗菌性能、細(xì)胞相容性以及對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）、成骨細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞功能的影響。綜合本論文工作,所取得的研究結(jié)果如下:（1）采用陽極氧化技術(shù)成功制備出Ni-Ti-O納米孔涂層,然后利用電沉積技術(shù)在Ni-Ti-O納米孔中負(fù)載Cu。Cu（0.78-2.37 at.%）的負(fù)載對(duì)納米孔直徑、長度以及形貌影響不大,且Cu元素均勻的分布在涂層中。（2）NP-Cu涂層能安全有效地釋放Cu離子和Ni離子,且其Cu離子釋放水平與負(fù)載... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

NiTi合金形狀記憶效應(yīng)原理示意圖

圖 1-2 NiTi 合金、醫(yī)用不銹鋼及天然骨骼的應(yīng)力-應(yīng)變示意圖[8]Figure 1-2 Stress-strain diagram of NiTi alloy, biomedical stainless steel and bone[8]（4）生物相容性對(duì)于生物醫(yī)用材料而言，其自身是否具備良好的生物相容性是衡量其在醫(yī)學(xué)應(yīng)用的一個(gè)重要指標(biāo)。尤其是對(duì)于植入材料來說，在植入人體內(nèi)后，材料不會(huì)對(duì)人體細(xì)胞和組織產(chǎn)生或誘發(fā)任何不良反應(yīng)，并能夠充分發(fā)揮自身所具備的生物性能。針對(duì) NiTi 形狀記憶合金的生物相容性，國內(nèi)外學(xué)者做了大量的研究。Kapanen等[9]通過細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)研究 NiTi 合金、不銹鋼、純 Ti 和 Ni 金屬對(duì)成骨細(xì)胞的影響。結(jié)果表明，相較于不銹鋼以及純 Ni 金屬，成骨細(xì)胞在 NiTi 合金和純 Ti表面能夠良好的生長和增殖，即 NiTi 合金不會(huì)誘導(dǎo)毒性效應(yīng)，影響細(xì)胞增殖。Ryhanen 等[10]也證實(shí)了 NiTi 合金不存在細(xì)胞毒性，且對(duì)成骨細(xì)胞和纖維細(xì)胞具有良好的細(xì)胞相容性。此外，他們通過在大鼠體內(nèi)分別植入 NiTi 合金與不銹鋼來對(duì)比兩者在體內(nèi)的骨愈合以及骨礦化能力，結(jié)果證實(shí) NiTi 合金表現(xiàn)出了更好

層的微觀形貌、化學(xué)組分及元素含量進(jìn)行分析，并研究了 Cu 元素的摻雜對(duì)納米孔涂層的潤濕性影響；（2）評(píng)價(jià)各組試樣的抗菌性能并分析探討其抗菌機(jī)理；（3）評(píng)價(jià)各組試樣對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的細(xì)胞毒性、分化及功能的影響；（4）評(píng)價(jià)各組試樣的離子浸提液對(duì)成骨細(xì)胞功能的影響；（5）評(píng)價(jià)各組試樣對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞粘附、增殖、NO 合成及 VEGF 分泌的影響。1.5.2 實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)具體方案分為兩大部分，一是試樣制備及其表征，另一部分就是對(duì)制備出的試樣進(jìn)行生物學(xué)性能評(píng)估。首先對(duì) NiTi 合金進(jìn)行陽極氧化在其表面制備出納米孔結(jié)構(gòu)，然后通過電沉積方法將 Cu 元素負(fù)載到納米孔結(jié)構(gòu)中，隨后對(duì)其表面涂層進(jìn)行分析表征，最終通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)對(duì)涂層對(duì)的生物學(xué)性能進(jìn)行評(píng)估。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Surface characteristics,corrosion behavior,and antibacterial property of Ag-implanted NiTi alloy[J]. Peng Luo,Sheng-Nan Wang,Ting-Ting Zhao,Yan Li.  Rare Metals. 2013(02)
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[4]NiTi形狀記憶合金在生物醫(yī)用領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J]. 耿芳,石萍,楊大智.  功能材料. 2005(01)
[5]生物醫(yī)學(xué)材料的現(xiàn)狀及發(fā)展(一)[J]. 顧漢卿.  中國醫(yī)療器械信息. 2001(01)



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