生物醫(yī)用金屬材料表面微觀結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及其生物功能性評價
發(fā)布時間:2021-01-18 10:34
醫(yī)用金屬材料由于具備良好的力學(xué)性能和生物相容性等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)用領(lǐng)域。然而,金屬裸支架在血液環(huán)境中有害金屬離子的釋放,以及術(shù)后再狹窄問題嚴(yán)重限制了血管支架的長效安全性;鈦合金植入體表面的惰性二氧化鈦層會阻礙植入體表面與周圍天然骨之間的骨整合,增加了植入體移位和松動的風(fēng)險,因此對植入材料表面改性顯得尤為重要。植入材料表面的微觀結(jié)構(gòu)對細胞行為具有重要的影響作用,鑒于此,我們分別采用仿生礦化沉積和選擇性激光熔融制備了表面具有微觀結(jié)構(gòu)的鈷鉻合金和鈦合金,并對其體外或體內(nèi)的生物功能性進行初步評價,探究其表面微觀結(jié)構(gòu)對細胞行為的調(diào)控作用。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)通過酸堿兩步法和仿生礦化沉積相結(jié)合的方法,可以在醫(yī)用鈷鉻合金表面制備微納結(jié)構(gòu)化磷灰石涂層,通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)和傅里葉變換衰減全反射紅外光譜(ATR-FTIR)結(jié)果顯示,磷灰石涂層呈現(xiàn)均一多孔的薄片狀結(jié)構(gòu)。磷灰石涂層在生理鹽水溶液中的降解結(jié)果表明,鈣離子在體外可以實現(xiàn)持續(xù)可控的釋放。通過平滑肌細胞和內(nèi)皮細胞在磷灰石涂層表面的粘附和增殖研究證明,磷灰石涂層具有抗增生和促內(nèi)皮等多重功能。(2)我們對磷灰石涂層...
【文章來源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1藥物洗脫支架(a)與脊柱融合器(b)植入體示意圖(來源于網(wǎng)絡(luò))??
600目砂紙打磨,分別在丙酮、無水乙醇和去離子水中超聲清洗15?min,吹干樣品表面?zhèn)溆。混合酸溶液由HNO3、HF、H2O2按體積比1:?1:?1管中配置,由于混合酸具有極強的腐蝕性和氧化性,必須使用非玻璃器,并按照HF、H202、HN03的順序混合。將清洗后的樣品浸入混合酸溶液聲中酸蝕1?h;取出后用去離子水超聲清洗3次,每次10?min。??配置濃度為1?M的NaOH堿溶液。將酸蝕后的樣品放入25?mL的反應(yīng)釜持樣品水平放置;再加入配置好的NaOH堿溶液10?mL,完全沒過樣品。蓋好、水平地放入烘箱,在140°C溫度下加熱6?h。隨爐冷卻,取出樣離子水超聲清洗3次,每次10?min,然后在37°C烘箱中干燥15?min,Co-Cr基底。??.1.2?Co-Cr表面憐灰石涂層形成??將活化樣品放入15?mL離心管中,加入5?mL?mDPBS溶中,37°C孵育24?樣品取出,用去離子水清洗2次,每次3?min,在氮氣環(huán)境下風(fēng)干。??(1)?Acid?etching,?HNOb^??
2.4.1?Co-Cr/磷灰石涂層表面的微觀形貌??我們對活化Co-Cr和Co-Cr/磷灰石涂層樣品的表面形貌進行了?FE-SEM觀察,??結(jié)果如圖2.2所示。Co-Cr表面經(jīng)過酸蝕、堿熱處理后,其表面呈均勻分布的多??孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(如圖2.2a),這種結(jié)構(gòu)有利于磷灰石涂層的生長。活化Co-Ci?浸泡??在仿生礦化溶液中24?h后,其表面生成了一層肉眼可見的白色涂層,通過??FE-SEM觀察,顯示該涂層是均一多孔的,由薄片狀結(jié)構(gòu)晶體組成的磷灰石涂層??(如圖2.2b),且該薄片狀結(jié)構(gòu)的厚度為U9.3±11.8nm。??'m??圖2.2?(a)活化Co-Cr表面,(b)?Co-Cr/憐灰石涂層表面的FE-SEM圖??Co-Cr表面固定磷灰石涂層的ATR-FTIR圖譜如圖2.3所示。從圖中可以觀??察到,599CITV1處0-P-0非對稱彎曲振動吸收峰,965?CHV1處P-0對稱伸縮振動??15??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]《中國心血管病報告2017》概要[J]. 陳偉偉,高潤霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,顧東風(fēng),楊躍進,鄭哲,蔣立新,胡盛壽. 中國循環(huán)雜志. 2018(01)
[2]Microstructure and Fracture Behavior of 316L Austenitic Stainless Steel Produced by Selective Laser Melting[J]. R.Casati,J.Lemke,M.Vedani. Journal of Materials Science & Technology. 2016(08)
[3]生物材料[J]. 王秀梅. 新型工業(yè)化. 2015(12)
[4]Differences in microstructure and properties between selective laser melting and traditional manufacturing for fabrication of metal parts: A review[J]. Bo SONG,Xiao ZHAO,Shuai LI,Changjun HAN,Qingsong WEI,Shifeng WEN,Jie LIU,Yusheng SHI. Frontiers of Mechanical Engineering. 2015(02)
[5]藥物洗脫支架血栓形成的機制及防治進展[J]. 張學(xué)麗,李健,李丹,安毅. 醫(yī)學(xué)綜述. 2014(17)
[6]選擇性激光熔化快速成型工藝研究[J]. 陳光霞,曾曉雁,王澤敏,關(guān)凱,彭昌吻. 機床與液壓. 2010(01)
本文編號:2984799
【文章來源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1藥物洗脫支架(a)與脊柱融合器(b)植入體示意圖(來源于網(wǎng)絡(luò))??
600目砂紙打磨,分別在丙酮、無水乙醇和去離子水中超聲清洗15?min,吹干樣品表面?zhèn)溆。混合酸溶液由HNO3、HF、H2O2按體積比1:?1:?1管中配置,由于混合酸具有極強的腐蝕性和氧化性,必須使用非玻璃器,并按照HF、H202、HN03的順序混合。將清洗后的樣品浸入混合酸溶液聲中酸蝕1?h;取出后用去離子水超聲清洗3次,每次10?min。??配置濃度為1?M的NaOH堿溶液。將酸蝕后的樣品放入25?mL的反應(yīng)釜持樣品水平放置;再加入配置好的NaOH堿溶液10?mL,完全沒過樣品。蓋好、水平地放入烘箱,在140°C溫度下加熱6?h。隨爐冷卻,取出樣離子水超聲清洗3次,每次10?min,然后在37°C烘箱中干燥15?min,Co-Cr基底。??.1.2?Co-Cr表面憐灰石涂層形成??將活化樣品放入15?mL離心管中,加入5?mL?mDPBS溶中,37°C孵育24?樣品取出,用去離子水清洗2次,每次3?min,在氮氣環(huán)境下風(fēng)干。??(1)?Acid?etching,?HNOb^??
2.4.1?Co-Cr/磷灰石涂層表面的微觀形貌??我們對活化Co-Cr和Co-Cr/磷灰石涂層樣品的表面形貌進行了?FE-SEM觀察,??結(jié)果如圖2.2所示。Co-Cr表面經(jīng)過酸蝕、堿熱處理后,其表面呈均勻分布的多??孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(如圖2.2a),這種結(jié)構(gòu)有利于磷灰石涂層的生長。活化Co-Ci?浸泡??在仿生礦化溶液中24?h后,其表面生成了一層肉眼可見的白色涂層,通過??FE-SEM觀察,顯示該涂層是均一多孔的,由薄片狀結(jié)構(gòu)晶體組成的磷灰石涂層??(如圖2.2b),且該薄片狀結(jié)構(gòu)的厚度為U9.3±11.8nm。??'m??圖2.2?(a)活化Co-Cr表面,(b)?Co-Cr/憐灰石涂層表面的FE-SEM圖??Co-Cr表面固定磷灰石涂層的ATR-FTIR圖譜如圖2.3所示。從圖中可以觀??察到,599CITV1處0-P-0非對稱彎曲振動吸收峰,965?CHV1處P-0對稱伸縮振動??15??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]《中國心血管病報告2017》概要[J]. 陳偉偉,高潤霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,顧東風(fēng),楊躍進,鄭哲,蔣立新,胡盛壽. 中國循環(huán)雜志. 2018(01)
[2]Microstructure and Fracture Behavior of 316L Austenitic Stainless Steel Produced by Selective Laser Melting[J]. R.Casati,J.Lemke,M.Vedani. Journal of Materials Science & Technology. 2016(08)
[3]生物材料[J]. 王秀梅. 新型工業(yè)化. 2015(12)
[4]Differences in microstructure and properties between selective laser melting and traditional manufacturing for fabrication of metal parts: A review[J]. Bo SONG,Xiao ZHAO,Shuai LI,Changjun HAN,Qingsong WEI,Shifeng WEN,Jie LIU,Yusheng SHI. Frontiers of Mechanical Engineering. 2015(02)
[5]藥物洗脫支架血栓形成的機制及防治進展[J]. 張學(xué)麗,李健,李丹,安毅. 醫(yī)學(xué)綜述. 2014(17)
[6]選擇性激光熔化快速成型工藝研究[J]. 陳光霞,曾曉雁,王澤敏,關(guān)凱,彭昌吻. 機床與液壓. 2010(01)
本文編號:2984799
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