醫(yī)用金屬表面含磁粉TiO-,2-薄膜的制備及其血液相容性研究.pdf

1、隨著新材料與生物技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)用生物材料的產(chǎn)業(yè)正在興起，已越來(lái)越多的應(yīng)用于實(shí)際醫(yī)療領(lǐng)域。但是生物材料與血液接觸會(huì)產(chǎn)生血栓，這一問(wèn)題嚴(yán)重的制約了生物醫(yī)用材料的發(fā)展。 對(duì)此，本實(shí)驗(yàn)提出了一種新方法來(lái)解決血栓形成問(wèn)題：采用在常規(guī)的二氧化鈦薄膜中添加磁性粉末，利用其產(chǎn)生的微磁場(chǎng)對(duì)血液中帶電荷的血漿蛋白、血細(xì)胞及一些離子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生作用，抑制它們?cè)卺t(yī)用材料表面的吸附，從而從根本上解決形成血栓的問(wèn)題。具體的實(shí)施方法是：①用溶膠一凝膠法制備超細(xì)

2、SrFe<,12>O<,19>磁性粉末；②用溶膠一凝膠法在316L不銹鋼及鎳鈦合金基片上制備含SrFe<,12>O<,19>磁性粉末的TiO<,2>薄膜：③研究不同基體、有無(wú)薄膜及不同磁粉含量的薄膜對(duì)血液相容性的影響。 運(yùn)用x射線衍射儀(XRD)、透射電鏡(TEM)等對(duì)磁性粉末的表面結(jié)構(gòu)、尺寸及形貌進(jìn)行了分析；用HH-15型振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)試鐵氧體的磁學(xué)性能；運(yùn)用XRD、掃描電鏡(SEM)等對(duì)薄膜的成分、結(jié)構(gòu)、形貌等進(jìn)行了分析；

3、通過(guò)劃痕實(shí)驗(yàn)表征了膜基結(jié)合力；采用sJ-201型粗糙度儀測(cè)量薄膜表面的粗糙度；采用CT3特斯拉計(jì)測(cè)量薄膜表面微磁場(chǎng)的大?。煌ㄟ^(guò)測(cè)定動(dòng)態(tài)凝血時(shí)間、溶血率以及血小板粘附對(duì)薄膜的血液相容性進(jìn)行初步評(píng)價(jià)。 采用溶膠一凝膠法(sol-gel)成功制得較純的SrFe<,12>O<,19>磁性粉末，該磁性粉末顆粒形貌大致為六角形，尺寸大小均勻且在20-50nm之間。利用謝樂(lè)公式計(jì)算出磁性粉末顆粒的尺寸為51.06nm，與實(shí)際觀察得到的尺寸相近

4、。磁滯回線的測(cè)試和分析表明，經(jīng)過(guò)在850~C下保溫1h再升溫到950℃熱處理的SrFe<,12>O<,19>超微粉末的飽和磁化強(qiáng)度為99.95 emu/g，矯頑力Hc為2275.45 Oe，剩余磁化強(qiáng)度30.39 emu/g，具有較好的永磁磁學(xué)性能。 以鈦酸正丁酯為主要原料，無(wú)水乙醇為溶劑，鹽酸和乙酰丙酮為添加劑，通過(guò)控制合適的工藝，用sol-gel法在316L不銹鋼和NiTi合金表面制備含磁粉的TiO<,2>薄膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明

5、，在500℃下處理1h的TiO<,2>晶型為銳鈦礦相。采用緩慢的速度升溫(1～2℃/min)，可以減少薄膜的開(kāi)裂，有利于形成均勻、致密、顆粒細(xì)小的薄膜。通過(guò)劃痕法測(cè)得添加SrFe<,12>O<,19>磁粉后薄膜與不銹鋼及NiTi合金基片之間的結(jié)合力分別為27N和30N左右。腐蝕試驗(yàn)表明，在316L不銹鋼和NiTi合金表面涂覆TiO<,2>薄膜和含磁粉的Ti02薄膜后，能夠減少金屬材料受到體液的腐蝕，阻止金屬鎳離子等的析出。動(dòng)態(tài)凝血時(shí)間測(cè)

6、試表明，添加磁性粉末SrFe<,12>O<,19>的TiO<,2>薄膜的凝血時(shí)間延長(zhǎng)，有較好的抗凝血性。并且薄膜中磁粉含量越高，抗凝血性能越好。溶血率實(shí)驗(yàn)表明，涂覆添加SrFe<,12>O<,19>磁性粉末的TiO<,2>薄膜的溶血率較低，說(shuō)明加入磁性粉末后，基片表面產(chǎn)生的微磁場(chǎng)對(duì)血紅細(xì)胞的破壞程度減輕，血液相容性提高。血小板粘附實(shí)驗(yàn)表明，添加SrFe<,12>O<,19>磁性粉末的TiO<,2>薄膜表面粘附的血小板數(shù)量要小于基片表面，