本文關(guān)鍵詞：摻鋅羥基磷灰石涂層的制備及其耐腐蝕性、生物相容性評(píng)價(jià)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：金屬植入物例如醫(yī)用鈦及其合金由于良好的生物活性、耐腐蝕性及優(yōu)異的力學(xué)性能而受到生物材料界的關(guān)注。金屬植入物表面經(jīng)常涂覆上骨誘導(dǎo)生物活性材料,來(lái)確保它們?cè)谂R床上長(zhǎng)久的成功運(yùn)用。本文在醫(yī)用純鈦(Ti)表面通過(guò)電化學(xué)沉積(ED)方法制備羥基磷灰石(HAp)涂層,為了提高HAp涂層的耐腐蝕性、抗菌性及生物活性而摻入鋅離子(Zn2+)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出,制備摻鋅羥基磷灰石(ZnHAp)涂層,電解液中鋅離子的較優(yōu)摻入量是5×10-2mol/L,較佳沉積電流是1mA,較佳沉積時(shí)間是900s,較佳沉積溫度是65°C。在較優(yōu)條件下制備得到的ZnHAp涂層均勻致密,其間形成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)可能增強(qiáng)材料的生物相容性,對(duì)細(xì)胞的粘附起到關(guān)鍵作用。利用掃描電子顯微鏡(SEM),X射線衍射儀(XRD),能量射散X射線分析儀(EDS),傅立葉紅外光譜儀(FTIR)對(duì)制得的ZnHAp涂層結(jié)構(gòu),微觀形貌,成分及元素分布等進(jìn)行了表征,并探討了ZnHAp內(nèi)在的形成機(jī)理。ZnHAp的XRD峰相對(duì)于HAp(JCPDS No.09-0432)的平移說(shuō)明Zn成功地?fù)诫s到涂層中。FTIR光譜表明碳酸化的ZnHAp結(jié)構(gòu)是缺鈣的,HAp中摻入Zn對(duì)HAp沒(méi)有結(jié)構(gòu)性的改變。ZnHAp涂層的平均晶體大小是22 nm。Zn HAp涂層厚度大約是7μm,Zn在涂層表面是均勻分布的。根據(jù)EDS的結(jié)果可知Zn在ZnHAp中的摻雜量大約是1.33wt.%。ZnHAp涂層是菊花簇狀、均勻致密的針狀,且一簇一簇菊花之間存在的一定的孔隙,可能利于成骨細(xì)胞粘附生長(zhǎng)。研究了ZnHAp涂層抗大腸桿菌(E.coli)的抗菌活性,抗菌結(jié)果表明,ZnHAp涂層中的Zn2+明顯提高植入物表面HAp涂層的抗菌特性。使用電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)方法測(cè)量鋅離子的釋放量,得到鋅離子能夠維持長(zhǎng)期穩(wěn)定的釋放,表明涂層能達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定的抗菌效果。動(dòng)電位極化試驗(yàn)揭示,ZnHAp涂層表面比HAp涂層表面和裸Ti具有更優(yōu)異的耐腐蝕性。在模擬體液(SBF)中浸泡144h進(jìn)行的體外生物活性研究揭示,Ti基體表面堆積有大量的磷灰石,說(shuō)明ZnHAp涂層有很強(qiáng)的誘導(dǎo)磷灰石形成能力,且涂層具有較優(yōu)良的生物活性。此外,涂層表面MC3T3-E1成骨細(xì)胞黏附鋪展的形態(tài)學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)表明,細(xì)胞在ZnHAp涂層表面粘附狀況良好,在ZnHAp涂層上比在HAp涂層和裸Ti上明顯的增強(qiáng)了體外細(xì)胞相容性。MTT實(shí)驗(yàn)表明,細(xì)胞培養(yǎng)5天后,ZnHAp涂層上的細(xì)胞顯示了比對(duì)照組更優(yōu)越的細(xì)胞生存力。這個(gè)結(jié)果意味著在ZnHAp涂層中Zn的釋放或出現(xiàn)比粗糙度更能促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng),因?yàn)閆n的釋放可以促進(jìn)細(xì)胞的生存能力,Zn的出現(xiàn)可能改變表面促進(jìn)細(xì)胞粘附的潛力。在本工作中,通過(guò)ED方法在純Ti表面制備鋅修飾羥基磷灰石涂層,研究了涂層的微觀結(jié)構(gòu),形貌和組成。隨后,研究了涂層樣本的體外生物活性,抗腐蝕特性,細(xì)胞相容性。
【關(guān)鍵詞】：電化學(xué)沉積 鋅羥基磷灰石涂層 生物相容性
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 羥基磷灰石簡(jiǎn)介11-12
• 1.2 羥基磷灰石涂層的制備方法12-15
• 1.2.1 等離子噴涂法12-13
• 1.2.2 溶膠凝膠法13
• 1.2.3 涂覆燒結(jié)法13
• 1.2.4 激光熔覆法13-14
• 1.2.5 射頻磁控濺射法14
• 1.2.6 仿生物礦化法14
• 1.2.7 電化學(xué)沉積法14-15
• 1.3 羥基磷灰石涂層的的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展15-16
• 1.4 醫(yī)用金屬鈦簡(jiǎn)介16-17
• 1.5 本論文的研究目的及特點(diǎn)、研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線17-19
• 1.5.1 研究目的及特點(diǎn)17
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容17-18
• 1.5.3 技術(shù)路線18-19
• 第二章 醫(yī)用鈦表面ZNHAP涂層的制備19-29
• 2.1 引言19-20
• 2.2 電化學(xué)沉積原理20-21
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料及試劑21
• 2.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程21-23
• 2.5 涂層表征與測(cè)試儀器23
• 2.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論23-28
• 2.6.1 NaOH預(yù)處理對(duì)Ti基體的影響23-24
• 2.6.2 不同鋅離子濃度對(duì)ZnHAp涂層的影響24-25
• 2.6.3 電沉積電流對(duì)ZnHAp涂層的影響25-26
• 2.6.4 電沉積時(shí)間對(duì)ZnHAp涂層的影響26-27
• 2.6.5 電沉積溫度對(duì)ZnHAp涂層的影響27-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第三章 醫(yī)用鈦表面ZNHAP涂層的表征29-37
• 3.1 前言29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及試劑29-30
• 3.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程30
• 3.3.1 ZnHAp涂層的電沉積30
• 3.3.2 涂層表征與測(cè)試儀器30
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論30-35
• 3.4.1 ZnHAp涂層的特點(diǎn)30-34
• 3.4.2 ZnHAp涂層形成的機(jī)制34-35
• 3.5 本章小節(jié)35-37
• 第四章 ZNHAP涂層的抗菌性和生物相容性評(píng)價(jià)37-49
• 4.1 引言37
• 4.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果37-48
• 4.2.1 抗菌實(shí)驗(yàn)37-39
• 4.2.2 鋅離子的釋放實(shí)驗(yàn)39
• 4.2.3 耐腐蝕行為的評(píng)價(jià)39-42
• 4.2.4 體外生物活性反應(yīng)42-45
• 4.2.5 細(xì)胞粘附和活性評(píng)價(jià)45-46
• 4.2.6 細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)46-48
• 4.3 結(jié)論48-49
• 第五章 全文總結(jié)與展望49-51
• 5.1 全文總結(jié)49
• 5.2 后續(xù)工作展望49-51
• 致謝51-52
• 參考文獻(xiàn)52-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果58-59

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