论文部分内容阅读
植入体的生物相容性与其表面的性能有密切的关系。表面改性是增强植入体生物相容性的一种有效手段。尤其是在在金属基体表面制备生物活性陶瓷薄膜能结合金属较好的力学性能和陶瓷薄膜的化学、生物稳定性。而目前对于这一方面材料的制备工艺、生长机理、性能的理论研究还有待于深入。羟基磷灰石(简称HA或HAP)具有很高的生物活性，但力学性能较差。而钛金属具有很好的力学性能，但缺乏生物活性。两者的结合是研究的热点。本实验采用射频磁控溅射法在金属钛片上制备HA/TiO2复合薄膜，通过改变工艺参数探讨了影响薄膜性能的因素，并对其力学性能、组成结构和生物相容性进行了比较深入的研究。
本论文中，对磁控溅射制备的HA/TiO2薄膜采用台阶测厚仪测量薄膜的厚度；采用接触角测定仪测量薄膜与水的表面接触角来表征薄膜的亲水性能；采用划痕实验机测量薄膜的结合强度；并用XRD、SEM、EDS对薄膜进行了组成、结构和形貌的表征；薄膜的生物相容性则通过模拟体液浸泡、细胞种植培养和动态凝血时间进行了表征。
研究结果表明：用射频磁控溅射法可以在钛基片上制备出一定厚度的HA/TiO2复合薄膜，在本实验工艺参数范围内，制得的HA/TiO2薄膜表面光洁、致密均匀，薄膜表面与水的接触角较小，具有较强的亲水性能。采用水蒸气热处理有利于羟基磷灰石性能的提高，并可大大提高薄膜的结合强度。磁控溅射制得的薄膜钙磷比(Ca/P)比靶材要小，在靶材中加入适量的CaO，可以使薄膜的Ca/P提高到正常水平。溅射制得薄膜具有较高的结合强度，适当的热处理有利于进一步提高薄膜的临界载荷。在钛基体与HA/TiO2薄膜间制备一层TiO2薄膜中间层，可有效的提高薄膜的结合强度。将薄膜浸泡于模拟体液中，薄膜能有效诱导钙磷离子在其表面成核和生长，在薄膜表面生成钙磷层，具有良好的生物活性。细胞种植实验表明，薄膜无毒性，无致畸性，薄膜不仅能保证细胞生长和维持细胞形态，而且能促进细胞粘附、增殖。研究表明镀膜同时还能提高钛基体的血液相容性。