醫(yī)用鈦表面微-納米結(jié)構(gòu)化改性及功能性復(fù)合涂層.pdf

1、鈦基羥基磷灰石(HA)涂層材料在硬組織置換術(shù)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但通常的HA涂層與天然骨組織仍有很大差別,且不具備消炎抗菌性能。為了改善涂層的生物性能,抗菌性能以及與底材的結(jié)合強(qiáng)度,本課題在陽(yáng)極氧化和450℃熱處理后的純鈦表面,通過(guò)真空預(yù)礦化和共沉積的方法在TiO2納米管表面分別制備了攜載蛋白質(zhì)(Bovine serum albumin,BSA)和攜載抗生素(慶大霉素)的HA涂層。
　　 在研究BSA／HA涂層過(guò)程中,為考察

2、不同形貌和尺寸的氧化鈦納米管表面對(duì)HA涂層形成的影響,制備了四種試樣,分別是管徑約為50nm、100nm和170nm的納米管表面和數(shù)十微米孔壁同時(shí)有100nm納米管的微／納米結(jié)構(gòu)表面。研究對(duì)比了這四種表面形成HA涂層的能力以及各涂層結(jié)合強(qiáng)度的大小。結(jié)果發(fā)現(xiàn),微／納米多孔表面比納米管表面具有更好的形成HA的能力,而對(duì)于不同管徑的納米管表面,170nm管徑較50nm管徑更容易促進(jìn)HA晶體的成核生長(zhǎng),且在一定范圍內(nèi),納米管管徑越大,越利于涂層

3、的形成。經(jīng)過(guò)真空預(yù)礦化的試樣,HA涂層生長(zhǎng)速率加快,且涂層結(jié)合強(qiáng)度明顯高于未經(jīng)預(yù)礦化的試樣。大管徑表面得到的涂層結(jié)合強(qiáng)度高于小管徑的,微／納米多孔結(jié)構(gòu)試樣的結(jié)合強(qiáng)度最高,達(dá)18MPa以上。
　　 在載藥涂層的研究中,主要分析了礦化液中不同藥物濃度對(duì)于HA形成的影響,通過(guò)細(xì)菌培養(yǎng)考察涂層的抗菌性能。研究發(fā)現(xiàn),礦化液中慶大霉素濃度在0～1000mg／L時(shí)能夠獲得鈣磷層,且涂層的形成能力隨濃度升高而提高,當(dāng)藥物濃度高于1200mg／L

4、時(shí)則會(huì)阻礙鈣磷的沉積。細(xì)菌試驗(yàn)表明載有慶大霉素的HA涂層能顯著抑制大腸桿菌和白色葡萄球菌的繁殖。
　　 本文還考察了兩種涂層中BSA和慶大霉素的體外釋放規(guī)律。170nm管徑的TiO2納米管表面在BSA濃度為1000mg／L的礦化液中礦化24小時(shí)后,得到BSA／HA涂層中蛋白質(zhì)的總量約為1.87mg,沉積率為18.7％；15天后BSA釋放率為44％。100nm管徑的TiO2納米管表面在藥物濃度為1000mg／L的礦化液中礦化48小