本文關(guān)鍵詞：電化學(xué)沉積法在Tixos表面制備摻鋅鈣磷涂層及其理化性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鈦或鈦合金由于其良好的力學(xué)性能、抗腐蝕性能及生物相容性，被廣泛的應(yīng)用于口腔種植修復(fù)等領(lǐng)域[1]。但作為植入材料，鈦金屬還存在一些不足，如材料在體液環(huán)境中腐蝕釋放金屬離子，可能對機體產(chǎn)生毒副作用；材料與骨的彈性模量不匹配，在植入后形成應(yīng)力屏蔽作用，可能造成植入失敗；鈦為生物惰性金屬，與骨結(jié)合主要靠機械嵌合力，不能形成化學(xué)鍵合,缺乏骨誘導(dǎo)能力[2]等。因此，提高植入材料的抗腐蝕能力，改善其理化性能，提高其生物活性，實現(xiàn)其與骨組織的化學(xué)鍵合，提高其生物安全性等是金屬植入材料進入臨床應(yīng)用所面臨的主要問題。 目前，在金屬植入材料表面引入生物活性涂層，改善其生物性能是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的研究熱點[3]。涂層的表面結(jié)構(gòu)與化學(xué)成分是影響植入材料與骨組織結(jié)合的主要因素。理想的涂層不僅能夠維持金屬基底的機械強度、彈性模量，而且具有良好的生物相容性，同時具有生物活性，能夠引導(dǎo)骨組織的長入，促進骨整合。 在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的涂層即為鈣磷涂層。骨組織是由弱結(jié)晶的羥基磷灰石和膠原纖維組成的，其中磷灰石的含量約為65%。鈣磷化合物與人體骨組織的成分十分接近[4-12]，且具有良好的生物相容性、骨誘導(dǎo)能力和骨傳導(dǎo)能力[13,14]。植入體內(nèi)后，其表面能和周圍組織形成化學(xué)鍵合[15,16]，同時能夠為新骨的形成提供支架[17,18]，隨著涂層的降解和吸收，最終被新形成的骨組織所替換。 快速成型技術(shù)（Rapid Prototyping，RP）是一項革命性的科技，其中激光金屬直接成型技術(shù)direct laser metal forming（DLMF）已被應(yīng)用于Tixos種植體（Leader srl，，Milano，Italy）的設(shè)計與研發(fā)。Tixos種植體的表面為模擬牙槽骨形態(tài)的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，種植體表面彈性模量和牙槽骨非常接近，可誘導(dǎo)成骨細胞長入200微米左右的孔徑，為新生骨的生長提供空間，增大了骨種植體接觸率。同時其核心保持鈦金屬優(yōu)良力學(xué)性能，保證了種植體的強度。 實驗?zāi)康呐c方法： 第一部分：電解液濃度對Tixos表面電化學(xué)沉積鈣磷涂層理化及生物學(xué)性能的影響。 在保證其它實驗參數(shù)不變的情況下，研究電解液濃度對電沉積產(chǎn)物的涂層形貌、化學(xué)成分及親水性的影響，通過細胞粘附實驗初步篩選出最有利于細胞粘附的實驗組，從而確定最優(yōu)的電沉積參數(shù)。 第二部分：鋅離子濃度對Tixos表面電化學(xué)沉積鈣磷涂層理化性能的影響。 依據(jù)第一部分實驗中篩選出的最佳的電沉積參數(shù)，在Tixos表面合成鈣磷涂層，并在涂層中摻雜不同濃度的鋅元素。研究涂層的微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成及Zn離子的釋放行為等。從表面形貌、化學(xué)成分等方面，初步篩選出有利于細胞粘附增殖的表面，為進一步的體外細胞實驗及體內(nèi)實驗奠定基礎(chǔ)。 實驗結(jié)果： 1、低濃度電解液下沉積涂層為純的羥基磷灰石，涂層形貌分別為交聯(lián)多孔的網(wǎng)狀和直立的納米柱狀，涂層較均勻致密。高濃度電解液下沉積涂層主要成份為二水合磷酸氫鈣（DCPD），涂層疏松且形貌雜亂，將Tixos原有的200微米左右的空隙填滿。 2、沉積鈣磷涂層的材料表面，MG-63細胞的粘附形態(tài)較好。其中，10-3組細胞伸展更為充分，細胞周圍有粗大的偽足附著在多孔網(wǎng)狀表面，與涂層呈融合生長的狀態(tài)。 3、各組摻鋅涂層的成分為羥基磷灰石，表面形貌受摻入鋅濃度的影響，即摻入的Zn/Zn+Ca=10%及20%的實驗組涂層相對形貌均勻，排列有序；而摻入Zn達到Zn/Zn+Ca=30%時，表面覆蓋的多是絮狀的結(jié)晶度較低的無定型物質(zhì)。XRD結(jié)果也顯示，隨著電解液中摻鋅量的增加，晶體的結(jié)晶度下降。 4、鋅離子釋放實驗中，30%Zn-HA-Ti組涂層快速降解，7天時釋放量即達到頂峰；而其余各組2周內(nèi)鈣離子及鋅離子釋放曲線緩慢上升，而2周以后釋放速度逐步減緩，趨于平穩(wěn)。該結(jié)果與摻鋅降低涂層的結(jié)晶度從而引起涂層溶解度升高的結(jié)果相一致。
【關(guān)鍵詞】：電化學(xué)沉積 鈣磷涂層 羥基磷灰石 電解液濃度 鋅摻雜
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R783.1
【目錄】：

• 中文摘要4-7
• Abstract7-13
• 英文縮寫13-14
• 第一章 緒論14-27
• 1.1 前言14
• 1.2 鈣磷涂層的的分類14-19
• 1.2.1 無定型磷酸鈣（ACP）15-16
• 1.2.2 磷酸氫鈣（DCP）16
• 1.2.3 無水磷酸氫鈣（ADCP）16-17
• 1.2.4 磷酸八鈣（OCP）17-18
• 1.2.5 磷酸三鈣（TCP）18-19
• 1.2.6 羥基磷灰石（HA）19
• 1.3 鈦-鈣磷涂層的合成工藝及其原理19-22
• 1.3.1 仿生合成法19-20
• 1.3.2 溶膠凝膠法20-21
• 1.3.3 電化學(xué)沉積法21-22
• 1.4 微量元素摻雜表面改性的研究進展22-24
• 1.4.1 氟元素22-23
• 1.4.2 鍶元素23-24
• 1.5 鋅元素24-26
• 1.5.1 鋅的抗菌作用24-25
• 1.5.2 鋅的成骨作用25-26
• 1.5.3 鋅在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用26
• 1.6 本文的研究目的及研究內(nèi)容26-27
• 第二章 電解液濃度對 Tixos 表面電化學(xué)沉積鈣磷涂層理化及生物學(xué)性能的影響27-41
• 2.1 前言27
• 2.2 實驗材料與設(shè)備27-29
• 2.2.1 試件的準備27-28
• 2.2.2 實驗材料及設(shè)備28-29
• 2.3 實驗方法29-31
• 2.3.1 電化學(xué)沉積29
• 2.3.2 涂層理化性能的表征29-30
• 2.3.3 涂層生物學(xué)性能的初步表征30-31
• 2.4 實驗結(jié)果31-38
• 2.4.1 沉積電流-時間曲線31-32
• 2.4.2 涂層表面形貌分析32-33
• 2.4.3 涂層物相及組成分析33-36
• 2.4.4 涂層親水性結(jié)果分析36-37
• 2.4.5 MG-63 細胞的粘附37-38
• 2.5 討論38-40
• 2.6 小結(jié)40-41
• 第三章 鋅離子濃度對 Tixos 表面電化學(xué)沉積鈣磷涂層理化性能的影 響41-54
• 3.1 前言41
• 3.2 實驗材料與設(shè)備41
• 3.3 實驗方法41-43
• 3.3.1 實驗分組41-42
• 3.3.2 涂層理化性能的表征42
• 3.3.3 鋅離子釋放實驗42-43
• 3.4 實驗結(jié)果43-50
• 3.4.1 沉積電流-時間曲線43-44
• 3.4.2 涂層表面形貌分析44-45
• 3.4.3 涂層物相及組成分析45-48
• 3.4.4 鋅離子釋放實驗結(jié)果48-50
• 3.5 討論50-52
• 3.6 小結(jié)52-54
• 第四章 結(jié)論54-55
• 參考文獻55-78
• 作者簡介及在讀期間所取得的科研成果78-79
• 致謝79-80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐娟;四級鈦表面納米鋅離子注入沉積改性的基礎(chǔ)研究[D];吉林大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：電化學(xué)沉積法在Tixos表面制備摻鋅鈣磷涂層及其理化性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：345922