Ti-X(Ge、Ga)合金的顯微組織和生物性能研究.pdf

1、本文利用真空電弧熔煉技術(shù)制備了Ti-xGe(x=2、5、10、20wt.％)和Ti-xGa(x=5、10、15、20wt.％)兩種新型二元鈦合金系列,考察了其顯微組織、相組成、力學(xué)性能、電化學(xué)腐蝕性能、離子溶出行為和體外細(xì)胞毒性,探討了其作為牙科材料的可行性。
　　 研究發(fā)現(xiàn):隨Ge含量的增多,Ti-Ge合金從單一的α-Ti相轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Ti相和Ti5Ge3第二相的雙相組織。Ti-5Ge合金具有最佳的綜合力學(xué)性能。以α-Ti相為主

2、的Ti-2Ge和Ti-5Ge合金在模擬唾液中具有類(lèi)似于純Ti的優(yōu)異耐腐蝕性能,以及比純Ti更高的氟離子抗力。但是Ge的過(guò)量添加會(huì)使基體中析出TisGe3金屬間化合物,Ti5Ge3金屬間化合物和α-Ti基體之間由于電位不同,形成腐蝕原電池,從而導(dǎo)致電偶腐蝕而使合金的耐蝕性能下降。浸泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所有的Ti-Ge合金在添加NaF和乳酸的模擬唾液中(本實(shí)驗(yàn)所選的最苛刻的測(cè)試環(huán)境),每日的離子溶出量均遠(yuǎn)低于每日膳食攝入量,在可接受的范圍之內(nèi)。同

3、時(shí)體外細(xì)胞毒性測(cè)試結(jié)果表明Ti-Ge合金的對(duì)L929細(xì)胞和MG63細(xì)胞不具有明顯的細(xì)胞毒性,和生物相容性?xún)?yōu)異的純Ti類(lèi)似。Ti-xGe(x＜7wt.％)合金適合發(fā)展成為一種新型的牙科修復(fù)材料。
　　 Ti-Ga合金(Ga含量低于17wt.％時(shí))為單一的α-Ti相。Ti-15Ga,合金相對(duì)與純Ti,其力學(xué)性能大大改善;干摩擦磨損和濕摩擦磨損條件下,耐磨性能均隨Ga含量增加單調(diào)增加。電化學(xué)腐蝕測(cè)試結(jié)果表明在模擬唾液中,Ti-Ga合金

4、的自腐蝕電流密度和維鈍電流密度接近純Ti,表明Ga的加入并未顯著降低純Ti的優(yōu)異耐蝕性能。在含氟的模擬唾液中,Ti-Ga合金表面的鈍化膜破裂后很快就發(fā)生了再鈍化。但是純Ti在表面鈍化膜破裂后,電流密度增大到一個(gè)相對(duì)較大的值時(shí)才發(fā)生再鈍化。采用浸提液法和四甲基偶氮唑鹽比色法(MTT)評(píng)價(jià)了Ti-Ga合金的體外細(xì)胞毒性,發(fā)現(xiàn)Ti-Ga合金對(duì)L929細(xì)胞和MG63細(xì)胞表現(xiàn)出輕微的毒性。但是兩種細(xì)胞系的相對(duì)增殖率并不隨Ti-Ga合金中Ga含量增