鎳鈦合金表面電沉積羥基磷灰石以及EDTA-2Na的影響.pdf

1、鎳鈦合金是一種由鈦和鎳元素等原子構成的合金，具有形狀記憶特性和超彈性，在臨床上可用于脊柱側彎矯正和牙齒矯正，可用于制作血管支架、醫(yī)用導線等。但是鎳鈦合金是一種金屬材料，且鎳本身對身體有毒性，材料生物相容性差。為了將鎳鈦合金優(yōu)良的機械性能用于醫(yī)學上，就要對其進行生物活化處理。近年來，羥基磷灰石的研究引起了人們廣泛關注，它是脊椎動物骨骼無機成分，具有優(yōu)良的生物活性，且可以通過體外化學合成，使得大量生產成為可能。但是羥基磷灰石機械性能差，不能

2、用于承重部位。鑒于鎳鈦合金和羥基磷灰石各自具有的長處和不足，人們設想將兩種材料結合在一起，以期充分發(fā)揮羥基磷灰石的生物活性和鎳鈦合金的機械性能。合成的方法有多種，像等離子體噴涂法、凝膠溶膠法、仿生礦化法和電化學沉積法等。電化學沉積法由于反應條件溫和，周期短，條件易于控制的優(yōu)點得到人們的重視。本文采用的方法就是電化學沉積法。
　　本文首先對電化學沉積法的條件進行了探索，分析了電流密度、沉積時間、絡合劑乙二胺四乙酸二鈉（EDTA-2N

3、a）對電化學沉積的影響，分析了陽極腐蝕、雙氧水處理和堿熱處理（NaOH）對于提高鎳鈦合金的生物活性的作用。實驗結果表明：陽極腐蝕可以形成疏松多孔的形貌，有利于擴大材料的表面積，有利于羥基磷灰石的礦化；雙氧水處理形成了氧化物層，在鎳鈦合金基底和羥基磷灰石涂層間形成了過渡層，減弱了熱膨脹系數的差距；堿熱處理在表面形成了能夠誘導羥基磷灰石形核生長的鈦酸鈉（Na2TiO3）；電流密度為1mA/cm2為好，這時單個羥基磷灰石生長的較為充分，對鎳鈦

4、合金基底的覆蓋充分；電沉積時間為一小時為宜，此時單個羥基磷灰石生長充分，對基底的覆蓋較好，沒有出現(xiàn)結晶；電沉積液中EDTA-2Na的物質的量濃度在1.5~2.5310-4mol/L為好，此時羥基磷灰石致密，對鎳鈦合金基底覆蓋充分，羥基磷灰石間疏松，有間隙，末端盤繞，這種結構有利于細胞偽足附著；EDTA-2Na的加入使得羥基磷灰石更為纖細、致密，它的形貌表現(xiàn)出末端出現(xiàn)聚攏；EDTA-2Na使得所得羥基磷灰石的羥基的峰更為明銳，并有效抑制了

5、碳酸根的生長；EDTA-2Na使得羥基磷灰石生長的緩慢而均勻，在其他實驗條件一致的情況下，對鎳有比對鈦更強的抑制作用；模擬生理液浸泡實驗表明，僅僅經過化學拋光的鎳鈦合金表面僅僅有零星礦化，陽極腐蝕后出現(xiàn)較多的礦化，雙氧水處理后礦化明顯增多，EDTA-2Na的加入使得礦化更為均勻平滑，能譜圖（ EDS）表明 EDTA-2Na的加入使得礦化速度變慢；成骨細胞能夠在含有EDTA-2Na的羥基磷灰石涂層表面很好的粘附，說明含有EDTA-2Na的