鈦(Ti)及其合金具有優(yōu)異的生物相容性、力學(xué)性能和抗腐蝕性能以及低彈性模量,被廣泛用于骨、牙等硬組織的修復(fù)和替換。近年來,增材制造(AM)技術(shù)不斷進(jìn)步,在單件定制化生產(chǎn)、復(fù)雜造型的實現(xiàn)以及加工周期等方面的優(yōu)勢愈加明顯,展現(xiàn)了在生物醫(yī)療領(lǐng)域的廣闊前景。然而,由于Ti存在生物惰性,與骨組織的結(jié)合能力較差,易發(fā)生松動以及周圍組織發(fā)炎等問題。Ti植入體內(nèi)后,其表面首先與植入環(huán)境中的組織細(xì)胞發(fā)生直接作用,因此,材料的表面特性與其生物學(xué)效應(yīng)有重要關(guān)系。本文針對AM植入體的表面改性問題,通過在材料表面構(gòu)建微粗糙與納米管復(fù)合的微納米多級結(jié)構(gòu),以增強其生物相容性和成骨性能。首先,研究了陽極氧化參數(shù)對Ti表面TiO2納米管陣列結(jié)構(gòu)的影響。通過采用不同的電解液、電壓以及熱處理工藝,研究納米管形貌、尺寸以及晶型的變化規(guī)律,為后續(xù)實驗選擇更優(yōu)的陽極氧化工藝參數(shù)。結(jié)果表明,在NH4F-乙二醇電解體系中,Ti表面形成的納米管結(jié)構(gòu)更緊密,管的直徑與電壓呈正相關(guān)。經(jīng)過熱處理后,表面形貌無明顯改變,TiO2晶型由無定形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楦欣谏锘钚缘匿J鈦礦型。然后,研究了純Ti表面的微納米結(jié)構(gòu)構(gòu)建及對成骨細(xì)胞的影響。采用噴砂、...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１天然骨組織的多級結(jié)構(gòu)［１３』??從仿生學(xué)的角度出發(fā)，設(shè)計制造一種表面包含微納米多尺度特征的生物材料，??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??１．２．１天然骨組織的微觀結(jié)構(gòu)??天然的骨組織由密質(zhì)骨和松質(zhì)骨兩部分構(gòu)成，如圖１－１所示［１３］。其中，密質(zhì)??骨較為致密，彈性模量約為３?ＧＰａ？３０?ＧＰａ；松質(zhì)骨是密質(zhì)骨向骨內(nèi)部的延伸部??分，呈多孔的海綿形態(tài)，由針狀或晶片狀的骨小梁組成，彈性模量小....

圖１－２不同尺度下骨與植入體的反應(yīng)機制［２Ｓ］??

植入體的表面物理結(jié)構(gòu)按尺度的不同可以分為宏觀級（＞１０?ｐｍ）、微米級（１??？１０，）、亞微米級（ｌＯＯｎｍ？ｌ（ｉｍ）和納米級（ｌｎｍ￣１００ｎｍ）?［２６】，不同尺??度的結(jié)構(gòu)特征對于細(xì)胞行為的影響有所不同［２７］，圖１－２為不同尺度下的生物學(xué)效??應(yīng)機制示意圖［２８］。眾....

圖１＿４在不同電壓下進(jìn)行微弧氧化得到的表面多孔結(jié)構(gòu)ｔ？Ｉ??除了以上基于化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)的原位改性方法，還有溶膠－凝膠［？４７］和化??學(xué)氣相沉積［４＆４９］等膜層改性方法

Ｗｍ＾Ｍ?ＷＭＷ??圖１－３陽極氧化制備的不同管徑的Ｔｉ〇２納米管ｆ？ｌ??ｇｗＭｗａｓｗｗａｗｗ＾ｌ＾＾Ｓ．?ｇ＿．?？？．－＊－?－?＊?Ｖ７您??，，?：＇：：、■??＿＿??＿關(guān)??圖１＿４在不同電壓下進(jìn)行微弧氧化得到的表面多孔結(jié)構(gòu)ｔ？Ｉ??除了以上基于化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)的....

圖１－３陽極氧化制備的不同管徑的Ｔｉ〇２納米管ｆ？ｌ??ｇｗＭｗａｓｗｗａｗｗ＾ｌ＾＾Ｓ．?ｇ＿．?？？．－＊－?－?＊?Ｖ７您??

＿＿??＿關(guān)??圖１＿４在不同電壓下進(jìn)行微弧氧化得到的表面多孔結(jié)構(gòu)ｔ？Ｉ??除了以上基于化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)的原位改性方法，還有溶膠－凝膠［？４７］和化??學(xué)氣相沉積［４＆４９］等膜層改性方法。溶膠－凝膠法通過在材料表面構(gòu)建二氧化鈦、??磷酸鈣等涂層，提高材料的生物活性；化學(xué)氣相沉積....

本文編號：4033892