金屬鈦表面TiO 2 納米管磷灰石復(fù)合涂層的制備與生物活性研究
發(fā)布時(shí)間:2022-12-04 08:05
鈦及鈦合金目前常作為整形外科和其它生物植入體材料,因?yàn)榫哂袃?yōu)異的力學(xué)性能而常用于需要力承載部位的植入體材料。鈦表面的氧化物賦予了其生物相容性。但金屬鈦本身具有較低的骨傳導(dǎo)性和抗腐蝕性的缺點(diǎn),為了使金屬鈦獲得更優(yōu)異的生物學(xué)性能,不同表面改善技術(shù)被用來改善其性能,來滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HA)目前常用于生物醫(yī)學(xué)植入體的涂層材料,其化學(xué)組成和自然骨的無機(jī)成分相似,具有優(yōu)異的生物相容性。為了促進(jìn)HA的成核生長(zhǎng)和增強(qiáng)涂層與基底的結(jié)合強(qiáng)度,TiO2納米管層通過在含氟溶液中陽極氧化制得。本文在TiO2納米管層表面通過電化學(xué)沉積法制備HA涂層,為了提高HA涂層的生物活性,Mg2+和明膠功能化氧化石墨烯(GelGO)被摻雜入HA涂層中,同時(shí)為了提高HA涂層的抗菌性,Ag和殼聚糖(CS)被成功摻入到HA涂層。利用X射線衍射譜儀(XRD),X射線光電子能譜儀(XPS),傅里葉紅外光譜儀(FTIR),掃描電子顯微鏡(SEM)和電子能譜儀(EDS)對(duì)所制得的MgHA復(fù)合涂層,GelGOHA復(fù)合涂層,AgHA復(fù)合涂層和CSAgHA復(fù)合涂層進(jìn)行表面形貌和成分結(jié)構(gòu)表征。同時(shí)也...
【文章頁數(shù)】:110 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 生物醫(yī)用材料概述
1.1.1 生物醫(yī)用材料發(fā)展
1.1.2 生物醫(yī)用材料分類
1.2 骨修復(fù)材料
1.2.1 骨的結(jié)構(gòu)成分
1.2.2 醫(yī)用鈦及合金應(yīng)用及表面改性
1.2.3 磷酸鈣鹽生物材料
1.2.4 鈦表面磷灰石涂層復(fù)合材料
1.3 羥基磷灰石涂層的制備方法
1.3.1 等離子噴涂法
1.3.2 電泳沉積法
1.3.3 磁控濺射法
1.3.4 仿生沉積法
1.3.5 溶膠-凝膠法
1.3.6 電化學(xué)方法沉積
1.4 本文的研究構(gòu)思及目的
第二章 純鈦表面TiO_2納米管陣列制備與表征
2.1 前言
2.2 材料與方法
2.2.1 材料與儀器
2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.3 表征
2.2.4 抗腐蝕性能測(cè)試
2.3 TiO_2納米管陣列表征結(jié)果與討論
2.3.1 陽極氧化電壓對(duì)TiO_2納米管陣列的表面形貌影響
2.3.2 燒結(jié)溫度對(duì)TiO_2晶型的影響
2.3.4 陽極氧化處理后的抗腐蝕性研究
2.4 在氫氟酸體系中TiO_2納米管陣列形成機(jī)制
2.5 本章小結(jié)
第三章 羥基磷灰石涂層的制備與表征
3.1 前言
3.2 材料與方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
3.2.2 實(shí)驗(yàn)過程
3.2.3 涂層形貌及成分表征
3.2.4 涂層結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)試
3.2.5 涂層生物學(xué)評(píng)價(jià)
3.3 電化學(xué)沉積羥基磷灰石涂層表征結(jié)果與討論
3.3.1 涂層形貌及成分分析
3.3.2 在SBF中浸泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.3.3 細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.3.4 二氧化鈦納米管對(duì)涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響
3.3.5 電化學(xué)沉積羥基磷灰石涂層的機(jī)理研究
3.4 鈦螺釘表面HA/Ti O2納米管涂層的結(jié)果與討論
3.5 本章小結(jié)
第四章 羥基磷灰石復(fù)合涂層的制備與表征
4.1 摻鎂羥基磷灰石涂層
4.1.1 前言
4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.1.4 摻鎂羥基磷灰石涂層的形成機(jī)理研究
4.1.5 本節(jié)小結(jié)
4.2 明膠功能化氧化石墨烯/羥基磷灰石復(fù)合涂層
4.2.1 前言
4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.2.4 本節(jié)小結(jié)
4.3 摻銀羥基磷灰石涂層
4.3.1 前言
4.3.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.3.4 摻銀羥基磷灰石涂層的形成機(jī)理研究
4.3.5 本節(jié)小結(jié)
4.4 銀/殼聚糖羥基磷灰石復(fù)合涂層
4.4.1 前言
4.4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.4.4 銀/殼聚糖羥基磷灰石涂層的形成機(jī)理研究
4.4.5 本節(jié)小結(jié)
4.5 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Morphology dependence of TiO2 nanotube arrays on anodization variables and buffer medium[J]. 文鑫,曹萌,吳杰,陶俊超,孫艷,戴寧. 半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2010(06)
[2]In vitro antibacterial and osteogenic properties of plasma sprayed silver-containing hydroxyapatite coating[J]. RUAN HongJiang1, FAN CunYi1, ZHENG XueBin2, ZHANG Yan1 & CHEN YiKai1 1 Department of Orthopaedics, Shanghai 6th People’s Hospital, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200233, China; 2 Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China. Chinese Science Bulletin. 2009(23)
[3]殼聚糖衍生物及其納米粒的抗菌性能研究[J]. 丁德潤(rùn),沈勇. 印染. 2005(14)
本文編號(hào):3707890
【文章頁數(shù)】:110 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 生物醫(yī)用材料概述
1.1.1 生物醫(yī)用材料發(fā)展
1.1.2 生物醫(yī)用材料分類
1.2 骨修復(fù)材料
1.2.1 骨的結(jié)構(gòu)成分
1.2.2 醫(yī)用鈦及合金應(yīng)用及表面改性
1.2.3 磷酸鈣鹽生物材料
1.2.4 鈦表面磷灰石涂層復(fù)合材料
1.3 羥基磷灰石涂層的制備方法
1.3.1 等離子噴涂法
1.3.2 電泳沉積法
1.3.3 磁控濺射法
1.3.4 仿生沉積法
1.3.5 溶膠-凝膠法
1.3.6 電化學(xué)方法沉積
1.4 本文的研究構(gòu)思及目的
第二章 純鈦表面TiO_2納米管陣列制備與表征
2.1 前言
2.2 材料與方法
2.2.1 材料與儀器
2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
2.2.3 表征
2.2.4 抗腐蝕性能測(cè)試
2.3 TiO_2納米管陣列表征結(jié)果與討論
2.3.1 陽極氧化電壓對(duì)TiO_2納米管陣列的表面形貌影響
2.3.2 燒結(jié)溫度對(duì)TiO_2晶型的影響
2.3.4 陽極氧化處理后的抗腐蝕性研究
2.4 在氫氟酸體系中TiO_2納米管陣列形成機(jī)制
2.5 本章小結(jié)
第三章 羥基磷灰石涂層的制備與表征
3.1 前言
3.2 材料與方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
3.2.2 實(shí)驗(yàn)過程
3.2.3 涂層形貌及成分表征
3.2.4 涂層結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)試
3.2.5 涂層生物學(xué)評(píng)價(jià)
3.3 電化學(xué)沉積羥基磷灰石涂層表征結(jié)果與討論
3.3.1 涂層形貌及成分分析
3.3.2 在SBF中浸泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.3.3 細(xì)胞粘附實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.3.4 二氧化鈦納米管對(duì)涂層結(jié)合強(qiáng)度的影響
3.3.5 電化學(xué)沉積羥基磷灰石涂層的機(jī)理研究
3.4 鈦螺釘表面HA/Ti O2納米管涂層的結(jié)果與討論
3.5 本章小結(jié)
第四章 羥基磷灰石復(fù)合涂層的制備與表征
4.1 摻鎂羥基磷灰石涂層
4.1.1 前言
4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.1.4 摻鎂羥基磷灰石涂層的形成機(jī)理研究
4.1.5 本節(jié)小結(jié)
4.2 明膠功能化氧化石墨烯/羥基磷灰石復(fù)合涂層
4.2.1 前言
4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.2.4 本節(jié)小結(jié)
4.3 摻銀羥基磷灰石涂層
4.3.1 前言
4.3.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.3.4 摻銀羥基磷灰石涂層的形成機(jī)理研究
4.3.5 本節(jié)小結(jié)
4.4 銀/殼聚糖羥基磷灰石復(fù)合涂層
4.4.1 前言
4.4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.4.4 銀/殼聚糖羥基磷灰石涂層的形成機(jī)理研究
4.4.5 本節(jié)小結(jié)
4.5 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Morphology dependence of TiO2 nanotube arrays on anodization variables and buffer medium[J]. 文鑫,曹萌,吳杰,陶俊超,孫艷,戴寧. 半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2010(06)
[2]In vitro antibacterial and osteogenic properties of plasma sprayed silver-containing hydroxyapatite coating[J]. RUAN HongJiang1, FAN CunYi1, ZHENG XueBin2, ZHANG Yan1 & CHEN YiKai1 1 Department of Orthopaedics, Shanghai 6th People’s Hospital, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200233, China; 2 Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China. Chinese Science Bulletin. 2009(23)
[3]殼聚糖衍生物及其納米粒的抗菌性能研究[J]. 丁德潤(rùn),沈勇. 印染. 2005(14)
本文編號(hào):3707890
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