TiO2納米管陣列的表面修飾稺性及其生物活性研究.pdf

1、鈦具有較好的生物相容性，被廣泛應(yīng)用于人工骨、關(guān)節(jié)、牙齒等硬組織替換。然而，鈦在人體內(nèi)無(wú)生物活性，不能與周圍組織良好的結(jié)合，通常需對(duì)其進(jìn)行表面改性處理。本論文利用電化學(xué)陽(yáng)極氧化法，在高純鈦表面制備出二氧化鈦(TiO2)納米管陣列層。進(jìn)而，利用簡(jiǎn)單的化學(xué)處理方法對(duì)TiO2納米管陣列進(jìn)行表面修飾改性處理，研究改性前后鈦表面TiO2納米管陣列表面形貌、物相、荷電性質(zhì)和生物活性。此外，在高純鈦表面制備TiO2納米管/介孔SiO2復(fù)合膜，并初步探討

2、了介孔SiO2薄膜的介孔結(jié)構(gòu)以及復(fù)合膜的生物活性。主要研究成果如下:
　　 1.以0.5wt％HF為電解液，在高純鈦表面制備TiO2納米管陣列，探討了不同熱處理制度對(duì)TiO2納米管陣列表面形貌和晶型的影響，并通過(guò)模擬體液浸泡實(shí)驗(yàn)考察TiO2納米管陣列的生物活性。結(jié)果表明，TiO2納米管陣列經(jīng)熱處理后，管壁變厚，內(nèi)徑減小，且隨著熱處理溫度的增加由無(wú)定形向銳鈦礦和金紅石相轉(zhuǎn)變;500℃熱處理后的TiO2納米管陣列晶型以銳鈦礦為主，混

3、合有金紅石，且此溫度熱處理下的樣品在短期內(nèi)不能誘導(dǎo)磷灰石在其表面形成，說(shuō)明其生物活性不好。
　　 2.以氫氧化鈉和鹽酸為反應(yīng)介質(zhì)，分別研究了不同氫氧化鈉濃度和鹽酸濃度對(duì)TiO2納米管形貌的影響。此外，通過(guò)模擬體液浸泡實(shí)驗(yàn)，考察TiO2納米管陣列經(jīng)一定濃度酸、堿改性后的生物活性。結(jié)果表明，經(jīng)2mol/LHCl或3mol/LNaOH溶液改性的TiO2納米管陣列均能夠保持原有形貌，且經(jīng)1.5SBF溶液浸泡14d后，能夠誘導(dǎo)磷灰石在其表

4、面沉積，說(shuō)明酸、堿改性后的樣品具有良好的生物活性。
　　 3.以0.5wt％HF為電解液，在高純鈦表面制備TiO2納米管陣列，并于500℃下熱處理2h。利用堿-鈣鹽兩步預(yù)鈣化對(duì)上述制備的TiO2納米管陣列進(jìn)行表面改性處理。通過(guò)模擬體液浸泡實(shí)驗(yàn)研究預(yù)鈣化處理后TiO2納米管陣列的生物活性。結(jié)果表明，經(jīng)堿-鈣鹽兩步預(yù)鈣化處理后的TiO2納米管陣列在1.5SBF中浸泡14d后，即有羥基磷灰石(HA)在其表面沉積，說(shuō)明兩步法預(yù)鈣化處理能