医用钛表面纳米薄膜的制备及生物相容性研究

良好的骨性結合是種植成功的保證，植入體表面生物活性是影響骨性結合的重要因素。表面納米二氧化鈦修飾是提高醫用鈦合金種植體表面生物活性的重要手段。目前為止，對於二氧化鈦納米結構的形成機理仍沒有形成統一的定論，表面微觀結構與性質對羥基磷灰石沉積能力的影響也有待探討。本實驗採用經拋光打磨的純鈦片與氫氧化鈉溶液進行水熱反應，在鈦片表面形成一維鈦酸鹽納米結構薄膜，水熱處理後的樣品浸泡在模擬體液中進一步礦化，研究其表面誘導磷灰石沉積的能力。採用 TEM, SEM, XRD，FTIR 和 EDX 等測試手段表徵樣品礦化前後鈦片表面的微觀形貌、結構及元素組成。研究了氫氧化鈉濃度、反應溫度以及反應時間對樣品表面微觀結構及性質的影響，並探討了納米結構形成的機理。通過對樣品礦化後表面羥基磷灰石形成情況的研究，得出了最佳仿生表面的實驗方案。結果顯示，鈦片與氫氧化鈉水熱反應能在其表面形成結構規整，尺寸均一的納米結構薄膜；TEM 結果表明鈦片與6M 氫氧化鈉溶液在180℃條件下反應1h 便可觀察到納米結構的形成；通過對比不同反應條件下樣品表面納米結構的SEM 結果得知：氫氧化鈉的濃度及反應溫度是影響表面微觀結構的主要因素，而反應時間則影響納米結構的尺寸；FTIR 及XRD結果表明水熱處理後的鈦片表面有銳鈦礦相的鈦酸鹽生成，EDX 及XRD 結果顯示水熱處理後的鈦片經SBF 浸泡7 天后其表面能夠誘導磷灰石沉積。