醫(yī)用NiTi形狀記憶合金的化學法表面改性研究.pdf

1、本文對醫(yī)用NiTi形狀記憶合金(SMA)進行了低溫化學氧化、堿液活化等化學方法表面改性研究，并提出了低溫化學氧化一堿液活化的復合活化新技術，通過掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、X射線光電子能譜儀(XPS)及Fourier變換紅外吸收光譜儀(FTIR)等系統(tǒng)研究了表面改性對NiTi SMA的表面組織結構的影響，并通過模擬體液(SBF)浸泡實驗、溶血實驗及細胞相容性實驗等評價了表面改性后NiTi SMA的醫(yī)學性能，研究表明

2、： 經過H<,2>O<,2>水溶液低溫化學氧化表面改性處理后試樣表面Ni含量顯著降低，殘余Ni仍以NiTi金屬間化合物態(tài)存在，表面形成了以低結晶度的金紅石和銳鈦礦結構的TiO<,2>相為主的氧化層，且富含Ti-OH，這對改善NiTi SMA的生物相容性是有益的。氧化動力學初步研究表明在低溫化學氧化過程中，NiTi SMA的質量變化受到溫度與H<,2>O<,2>水溶液濃度的協(xié)同作用。 化學拋光過的NiTi SMA經NaOH

3、堿液直接處理后，其表面形成了低結晶度的生物活性鈦酸鈉(Na<,2>TiO<,3>)水凝膠層。試樣表面Ni含量下降，出現(xiàn)了少量的Ni<,2>O<,3>相。O，Ni，Ti和Na元素在試樣表面深度方向上的含量分布曲線顯示鈦酸鈉生物活性層與NiTi基體間具有平滑的梯度界面結構，這有利于提高其界面結合強度。該研究表明通過堿液活化處理可以獲得具有梯度化表面結構的理想的生物活性NiTi SMA。 通過H<,2>O<,2>低溫化學氧化復合堿液活

4、化技術對NiTi SMA進行復合活化處理，試樣表面生成了生物活性的鈦酸鈉/二氧化鈦復合水凝膠層。與堿液直接活化處理相比，復合活化處理可使試樣表面的Ni含量更低，且Ti-OH基團顯著增加，同時也減少了Ni<,2>O<,3>和Na<,2>TiO<,3>的含量。模擬體液浸泡實驗表明在堿液活化前對試樣進行H<,2>O<,2>低溫化學氧化預處理可進一步提高NiTiSMA的表面活性，縮短SBF中磷灰石在其表面形核的孕育期，短期內即可在復合活化處理過