【摘 要】
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引言：钛合金因其优良的耐蚀性、较低的弹性模量和生物相容性,在生物医学领域得到了广泛应用[1]。针对目前应用Ti-6Al-4V 合金中的AL 和V 元素的生物安全问题,发展了新型的Ti-Zr-Nb 和Ti-Zr-Nb-Ta 合金[2,3]。本文研究了激光表面改性对Ti-20Zr-10Nb-4Ta(TZNT)合金表面形貌、电化学特性、耐蚀性和细胞相容性的影响。材料与方法：本文采用皮秒脉冲光纤激光器在T
【机 构】
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北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京 100191 北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北
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引言：钛合金因其优良的耐蚀性、较低的弹性模量和生物相容性,在生物医学领域得到了广泛应用[1]。针对目前应用Ti-6Al-4V 合金中的AL 和V 元素的生物安全问题,发展了新型的Ti-Zr-Nb 和Ti-Zr-Nb-Ta 合金[2,3]。本文研究了激光表面改性对Ti-20Zr-10Nb-4Ta(TZNT)合金表面形貌、电化学特性、耐蚀性和细胞相容性的影响。材料与方法：本文采用皮秒脉冲光纤激光器在TZNT 合金样品表面加工出平行排列的沟槽。对未处理样品和激光改性样品进行对比研究,采用扫描电镜、白光干涉仪、接触角测量仪、X 射线光电子能谱、电化学、细胞共培养等测试方法对样品的形貌、结构、腐蚀性能和生物相容性进行了分析和表征。结果与讨论：激光改性后,样品表面主要构成元素种类未发生变化,O 元素含量的增多和低价态Nb 元素的消失均有利于样品表面产生稳定的氧化层。动电位极化测试结果表明,激光改性后样品的自腐蚀电位提高,自腐蚀电流密度降低,耐蚀性增强。相比于未处理样品,激光改性后样品表面粗糙度和表面积增加,同时水接触角呈各向异性,在观察方向垂直于沟槽方向时接触角明显减小。以上因素均有利于提高TZNT 合金的细胞相容性,细胞共培养实验和MTT 实验表明,小鼠成骨细胞(MC3T3-E1)在激光改性后的样品上活性更高,细胞黏附状态良好,同时细胞在长时间培养后沿沟槽生长,展现出明显的接触导向现象。结论：采用脉冲激光器对新型TZNT 合金进行了表面改性,在合金表面形成了平行沟槽形貌。激光改性合金表面生成了更加稳定的氧化层,提高了耐腐蚀能力。表面的沟槽结构增加了粗糙度和表面积,减小了水接触角,提高了成骨细胞活性和黏附能力。因此,激光表面改性是提高TZNT 合金生物相容性的有效方法。
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(引言)多细胞生物的组织形态发生在发育和人类疾病发生发展过程中起着重要的作用.组织形态发生主要通过胞内生物力驱动：分子马达如肌球蛋白收缩介导生物力产生，细胞骨架和细胞粘附结构介导生物力传导1.
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