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钛及钛合金具有质轻、无毒、生物相容性好及弹性模量与人骨相近等一系列优点,在临床上被广泛用作固定材料和牙种植体。但由于其表面的生物惰性,钛植入材料与周围骨组织之间只能形成简单的机械锁合,而不能形成牢固的化学性键合,进而导致种植体的稳定性不佳、极易松动甚至脱落。为了提高钛与周围骨组织间的骨性结合,对钛及钛合金表面进行生物活化是十分有效的方法。 本文首先利用碱热处理方法(AHT)在纯钛表面构建具有微纳结构的钛酸钠涂层。采用一系列的分析方法如扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)、X-射线衍射分析(XRD)、能谱分析仪(EDS)等对改性钛表面的形貌和结构成分进行表征和优化。并通过仿生矿化实验研究了碱热处理的钛对类骨磷灰石的诱导能力及诱导机理。结果表明:纯钛表面经碱热处理后形成主要成分为碱性钛酸盐的三维多孔网状结构,孔隙间隔介于微米至几百纳米之间;碱热处理钛的三维多孔结构对磷灰石的生长有很好的诱导作用,矿化7天后类骨磷灰石便完全覆盖其表面,14天后矿化效果更好。磷灰石的的形成对成骨分化有一定的促进作用,因而碱热处理对提高纯钛表面的生物活性有一定作用。 为进一步提高钛片的生物活性,在AHT-钛片表面采用层层自组装技术构建透明质酸(HA)和壳聚糖(CH)聚电解质多层膜。通过一系列的分析测试对层层自组装后的钛片表面进行形貌和结构分析。以牛血清蛋白(BSA)为模型蛋白,评价HA/CH聚电解质多层膜对蛋白的负载和储存能力。以前成骨细胞为模型,评价其表面成骨细胞的黏附、增殖、成骨分化等生物学性能。结果表明:透明质酸和壳聚糖聚电解质多层膜更易于组装到碱热处理的钛片表面;HA/CH聚电解质多层膜有利于蛋白的吸附和储存;聚电解质多层改性钛表面化学基团对成骨细胞的生长有明显促进作用,能够促进细胞的粘附、增殖及分化。因此,碱热处理和层层自组装聚电解质多层膜的结合对改善金属植入材料的整合效果具有重要的意义。