等离子体聚合改性对钛合金表面生物活性的影响

表面生物惰性制約著醫用鈦合金在硬組織植入體方面的廣泛應用。本工作採用低溫等離子體聚合改性技術在鈦合金表面聚合丙烯胺單體，沉積一層聚合物改性層，在此過程中，以氮等離子體注入作為預處理，研究等離子體預處理對錶面丙烯胺聚合改性層的性能影響。採用掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、以及能譜分析、傅里葉紅外光譜分析儀對不同條件下等離子體聚合物表面改性層的形貌、拓撲結構、官能團結構及化學成分進行研究，同時運用電化學分析儀研究等離子體聚合改性層的電化學特徵，並採用在模擬體液中的浸泡實驗研究金屬離子析出行為和表面礦化行為，以及通過表面接觸角測試儀分析表面親水性能。結果顯示，低溫表面等離子體聚合手段能夠在鈦合金表面形成一層厚度可以調節的納米聚合物改性層，並能夠顯著改善鈦合金的耐腐蝕性能以及減少金屬離子析出；礦化實驗及接觸角測試表明表面聚合物該層能夠促進CaP 層的沉積以及提高鈦合金表面的親水性能；FTIR 分析表明低溫表面等離子體聚合手段能夠很好的保留丙烯胺中的氨基官能團，因此能夠改善聚合物層的生物活性。同時，氮的注入之所以能夠提高丙烯胺表面聚合物層與基體的結合效率，是因為氮等離子體注入預處理能夠在鈦合金表面形成梯度結構的過度TiN 層，能夠有利於等離子聚合過程中– C–N、C–H、–C–NH2 O=C-NH2 等官能團與基體之間的鍵合。