医用NiTi形状记忆合金表面改性

对NiTi形状记忆合金表面生物活性化处理及生物相容性的发展方向进行了综合评述。讨论了制备TiN保护层、TiO2氧化膜、HA涂层、多孔钛涂层的常用方法,对NiTi合金改性技术的发展方向进行了探讨,并指出在人体模拟溶液中的长期跟踪研究将是NiTi形状记忆合金的研究热点。     

低温去合金化脱镍处理镍钛记忆合金的表面特性

采用低温去合金化(Dealloying)处理法对医用NiTi合金进行表面脱镍改性。经SEM、XRD、AES、FTIR、XPS和模拟体液(SBF)仿生沉积等分析研究表明,NiTi合金经低温去合金化处理后,在合金表面选择性地除去了有害元素镍,在距表层约400nm深度内原位制备出完全无镍的具有纳米网架结构的水合氧化钛膜,并在500℃,进行1h热处理,晶化为锐钛矿型二氧化钛。由于经低温去合金化脱镍的NiTi合金表面富含羟基(OH-),在SBF溶液中具有良好的生物活性,从而提高了NiTi合金的生物相容性。     

医用NiTi合金的表面改性研究进展

近等原子比的NiTi合金作为生物医用材料,以其优异的特性而在医学各科临床得到广泛应用.但由于Ni离子释放而引起的潜在毒性和无生物活性问题,抑制了NiTi合金在生物医用领域的进一步发展.对医用NiTi合金进行表面改性是解决上述问题的有效途径,并成为近年国内外研究的热点.本文全面阐述了近几年来国内外对医用NiTi合金的表面改性方法的研究进展,并对各种方法可能出现的问题进行了分析;提出了采用微弧氧化技术对NiTi合金表面改性的可行性.     

NiTi合金基TiN薄膜的血液相容性和耐腐蚀性研究

采用电弧离子镀法在NiTi形状记忆合金表面制备了TiN薄膜，利用X射线衍射、扫描电子显微镜和原子力显微镜研究了TiN薄膜的相组成及表面特性；在生物体外，研究比较了镀膜和未镀膜的NiTi合金的血液相容性和耐腐蚀性。结果表明：TiN薄膜提高了NiTi合金的血液相容性，并使Ni离子的释放率约降低了1个数量级，有效地提高了NiTi合金的耐腐蚀性。薄膜越厚性能提高的效果越显著。     

FeMnSiCr合金的耐腐蚀及生物相容性研究

采用浸泡实验和血液相容性实验，研究了FeMnSiCr、NiTi 合金及316L不锈钢在NaCl、NaOH和HCl溶液中的耐蚀性及在血液中的生物相容性.结果表明，在3种溶液中,FeMnSiCr合金耐蚀性比NiTi合金稍好，但不如316 L不锈钢;FeMnSiCr合金与316 L不锈钢相比，凝血时间延长，溶血率下降，与NiTi合金相近，具有较好的血液生物相容性.     

Ni-Ti形状记忆合金性能及表面活化研究进展

近等原子比的Ni—Ti合金由于其超弹性及形状记忆效应已成为广泛应用于医学领域的牛物材料。表面修饰能够进一步改善Ni—Ti合金的表面状态，提高其抗腐蚀性、生物相容性和生物活性。本文简要论述了Ni—Ti合金的表面特性、抗腐蚀性以及生物相容性，并对Ni—Ti合金表面改性技术进行了分类讨论。     

低温去合金化处理对医用镍钛合金表面性质的影响

分析了近等原子比NiTi形状记忆合金实现去合金化的热力学条件,并采用低温去合金化处理法对其进行表面改性:经SEM、XRD、XPS、EDX,模拟体液(SBF)仿生沉积等分析研究表明,NiTi合金经去合金化处理后,在合金表面选择性地除去了有害元素镍,在距表层约130nm深度内原位制各出完全无镍的具有纳米结构的二氧化钛层;同时结合上羟基(OH-),在SBF溶液中,经低温去合金化处理后的合金表面具有诱导Ca/P沉积的能力,从而提高了NiTi形状记忆合金的生物相容性.     

NiTi形状记忆合金表面TiO2薄膜的制备及其血液相容性

采用溶胶-凝胶法在NiTi合金表面制备了TiO2薄膜,用DSC分析了凝胶在加热过程中发生的转变.结果表明:在NiTi表面形成金红石型TiO2薄膜;覆盖有TiO2薄膜的NiTi合金与NiTi基体及316L不锈钢、Ti6Al4V相比,凝血时间延长,溶血率下降,说明TiO2膜可提高NiTi合金血液相容性.     

NiTi/6061铝合金异种材料电磁脉冲焊工艺研究

NiTi形状记忆合金具有优良的形状记忆效应、超弹性、生物相容性、抗阻尼性能、抗腐蚀性能及综合力学性能,为了扩展其在智能开发中的应用,NiTi合金与其他综合性能良好的结构材料的连接备受关注。采用电磁脉冲焊连接NiTi/6061铝合金,利用光学显微镜(OM)以及扫描电镜(SEM)分析了不同热处理状态(T6态和完全退火态)和放电能量对母材及焊接接头微观组织的影响,利用DSC分析不同放电能量下NiTi合金的形状记忆效应。结果表明,完全退火处理有利于6061铝合金与NiTi的连接,电磁脉冲焊界面区厚度小于5μm,对NiTi合金的形状记忆效应影响较小。     

医用钛合金及其表面活化的研究现状

医用Ti合金具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和生物相容性,在医学临床上获得广泛应用,但是其耐磨性能和生物活性等方面仍不够理想,耐腐蚀性能也有待于进一步提高.开发具有更佳综合性能的医用钛合金,或对现有成熟医用钛合金进行表面改性是解决上述问题的有效途径.本文综述了医用钛合金的发展及其存在的问题和表面活化研究进展,并对医用Ti合金的表面活化的前景进行了展望.     

医用多孔NiTi形状记忆合金的研究进展

综述多孔NiTi形状记忆舍金的制备工艺、生物力学性能及生物相容性等方面的研究进展。国内外的研究表明，多孔NiTi合金具有优良的生物相容性和高的力学性能，其独特的孔隙结构可保证组织的长入和体液的传输，使植入物与人体骨组织的结合更加牢固可靠，多孔NiTi形状记忆舍金是一种具有良好应用前号的生物医用材料。     

钙磷层对NiTi形状记忆合金与骨组织结合特性的影响

用化学处理的方法 ,在NiTi合金表面生成钙磷 (Ca P)层 ,再将试样植入日本大耳兔的股骨中考察其生物相容性。试验结果表明 :经表面处理的试样和骨组织结合良好 ,并能传导新生骨的形成 ,表明经处理后有良好的生物相容性。而未经处理的试样 ,在实验范围内 ,没有观察到成骨细胞的存在及新生骨的形成     

复合活化处理镍钛合金及磷灰石层的仿生沉积

利用H2O2和NaOH溶液对近等原子比NiTi记忆合金（SMA）进行复合活化处理,并采用XRD,SEM,XPS,FTIR等研究了活化处理后NiTi SMA的表面结构及其在模拟体液（SBF）中磷灰石涂层的仿生沉积过程.结果表明：复合活化处理后NiTi SMA表面为贫Ni、富含Ti-OH的蠕虫状活性层,由结晶度较低的TiO2,钛酸纳（Na2TiO3）及少量的Ni2O3组成,在SBF中表面活性层诱导磷灰石形核及生长,短期内在镍钛基体表面获得了理想的磷灰石层.     

镍钛合金光催化高级氧化表面改性与生物相容性

在UV/H2O2光催化体系中,通过高级氧化法在NiTi SMA表面生成贫Ni的Ti氧化膜.通过亲水性试验、血小板黏附试验以及MTT细胞毒性试验对改性后试样的生物相容性进行了系统的评价,研究发现改性后试样的亲水性得到明显改善.表面血小板黏附数量减少,变形和团聚现象得到抑制,形成血栓的可能性降低,血液相容性得到提高.改性后试样的细胞相对增殖率(RGR)高于化学抛光的试样,试样周围细胞分裂增生良好,与材料边缘结合自然,改性处理同样提高了试样的细胞相容性.结果表明光催化高级氧化是提高NiTi SMA生物相容性的一种有效方法.     

外场作用下NiTi合金表面HAP涂层制备工艺研究

为改善NiTi形状记忆合金的耐蚀性和生物相容性,利用外加交变电场的作用在合金表面沉积羟基磷灰石(HAP)涂层。试验探讨了交变电场的电压、频率和作用时间对NiTi形状记忆合金表面沉积羟基磷灰石涂层的影响。结果表明:随着电场电压、电流频率和作用时间的增加,NiTi合金表面钙磷涂层的厚度逐渐增加,组织变得均匀致密,但若频率过大,时间过长则涂层反而被破坏,最佳电场作用参数为300 V、20 Hz、5 h。涂层呈疏松多孔的羽针状结构,经XRD检测其组织主要为羟基磷灰石;涂层厚度适中,与基体结合强度约为15 MPa,且在模拟体液中具有较好的生物稳定性。     

Effect of Surface Alloying by Silicon on the Corrosion Resistance and Biocompatibility of the Binary NiTi

This paper presents the study on changes in element and phase compositions in the near-surface layer and on surface topography of the NiTi specimens after the silicon ion-beam treatment. The effect of these parameters of the near-surface layer on corrosion properties in biochemical solutions and biocompatibility with mesenchymal stem cells of rat marrow is studied. Ion-beam surface modification of the specimens was performed by a DIANA-3 implanter (Tomsk, Russia), using single-ion-beam pulses under oil-free pumping and high vacuum (10^?4 Pa) conditions in a high-dose ion implantation regime. The fluence made 2 × 10¹⁷ cm^?2, at an average accelerating voltage of 60 kV, and pulse repetition frequency of 50 Hz. The silicon ion-beam treatment of specimen surfaces is shown to bring about a nearly twofold improvement in the corrosion resistance of the material to attack by aqueous solutions of NaCl (artificial body fluid) and human plasma and a drastic decrease in the nickel concentration after immersion of the specimens into the solutions for ~3400 and ~6000 h, respectively (for the artificial plasma solution, a nearly 20-fold decrease in the Ni concentration is observed). It is shown that improvement of NiTi corrosion resistance after treatment by Si ions occurs mainly due to the formation of two-layer composite coating based on Ti oxides (outer layer) on the NiTi surface and adjacent inner layer of oxides, carbides, and silicides of the NiTi alloy components. Inner layer with high silicon concentration serves as a barrier layer preventing nickel penetration into biomedium. This, in our opinion, is the main reason why the NiTi alloy exhibits no cytotoxic properties after ion modification of its surface and leads to the biocompatibility improvement at the cellular level, respectively.     

退火对NiTi合金材料表面氧离子注入所产生残余应力影响的试验研究

离子体与NiTi合金材料表面相互作用可以改变材料表面的特性,在工程技术、生物医学等方面有很高的应用价值.氧离子作为注入剂注入后,在NiTi合金材料表面形成Ti02膜,薄膜与基体材料之间的晶格错配,热力学等参数失配引起薄膜与基体间的界面上出现残余应力.文中用云纹干涉与钻孔法相结合测量了NiTi合金表面氧离子注入后所产生的残余应力,探讨了退火处理对残余应力的影响.     

Characterization of Polylactide Layer Deposited on Ni-Ti Shape Memory Alloy

Polylactide (PLA) thin layer was deposited on the surface of the as-quenched NiTi shape memory alloy. First, NiTi alloy was quenched from the 850°C, then its surface was covered with PLA. Deposited PLA is in an amorphous state, whereas the as-quenched NiTi alloy stays in the B2 structure. PLA deposition caused smoothing of the surface and changed its hydrophilic character to hydrophobic one. In general, procedure of PLA deposition does not influence the course of the reversible martensitic transformation. After deformation of NiTi sample covered with PLA up to 4%, its surface does not reveal any cracks and still remains continuous.