微納米結(jié)構(gòu)的鈦表面功能涂層的制備及銳鈦礦與BMP-2結(jié)合能的模擬計(jì)算.pdf

1、鈦及其合金因具有優(yōu)異的生物相容性和機(jī)械性能，已在硬組織置換術(shù)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是鈦通常表現(xiàn)為生物惰性，難以與組織形成牢靠的骨性結(jié)合。材料的表面改性，可以有效的改變材料的性能。在鈦表面涂覆羥基磷灰石(HA)可以顯著提高鈦的生物活性，實(shí)現(xiàn)鈦植入體與骨組織的骨鍵合。在涂層中加入抗菌藥物，可以使其同時(shí)具有抗菌消炎的功效。為了提高涂層與鈦的結(jié)合強(qiáng)度，本課題的涂層是在純鈦經(jīng)過(guò)酸腐蝕、陽(yáng)極氧化和450℃熱處理后的表面通過(guò)真空預(yù)礦化、模擬體液浸

2、泡形成的；為了賦予涂層的抗菌性能，用共沉積的方法在TiO2納米管表面沉積含有抗生素(硫酸慶大霉素)的HA涂層。
　　在研究HA涂層形成過(guò)程中，為考察鈦表面上的不同尺寸的二氧化鈦納米管的微納米結(jié)構(gòu)對(duì)HA涂層形成的影響，制備了三種試樣，分別是在數(shù)十微米孔結(jié)構(gòu)表面又制做了管徑約為50nm、100nm和170nm的二氧化鈦納米管的微納米結(jié)構(gòu)表面層。研究對(duì)比了這三種表面形成HA涂層的速度以及各涂層的厚度。結(jié)果表明，具有尺寸為100nm二氧化

3、鈦納米管的微納米多孔表面形成HA涂層的速度更快，而且形成的涂層更厚。
　　在載藥涂層的研究中，主要考察鈦表面上不同尺寸的二氧化鈦納米管的微納米結(jié)構(gòu)對(duì)硫酸慶大霉素(GM)的攜載量以及釋放時(shí)間的影響。通過(guò)細(xì)菌培養(yǎng)考察涂層的抗菌性能。研究發(fā)現(xiàn)，具有100nm的二氧化鈦納米管的微納米結(jié)構(gòu)表面吸附GM的量最大，為8.858mg。經(jīng)過(guò)12天的體外藥物釋放實(shí)驗(yàn)表明：鈦表面具有尺寸為50nm、100nm、170nm二氧化鈦納米管的微納米結(jié)構(gòu)的藥物

4、釋放率分別為86.7％、84.4％、90.5％，三種樣品前10天內(nèi)每天釋出的藥物濃度值均超過(guò)最低抑菌濃度(MIC)值。細(xì)菌試驗(yàn)表明載有硫酸慶大霉素的HA涂層能顯著抑制大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的繁殖。
　　因此，用真空預(yù)礦化和仿生共沉積的方法可在鈦基微納米多孔結(jié)構(gòu)表面制作即具有生物活性，同時(shí)有抗菌性能的功能性涂層，可以作為硬組織替換材料或者局部給藥的載體材料，能作為很好的生物醫(yī)用材料。
　　計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算已經(jīng)成為材料研究的一個(gè)