医用Ti-6Al-4V合金表面超疏水涂层的制备及生物学性能

采用微弧氧化技术和氟硅烷修饰在医用Ti-6Al-4V合金表面构建超疏水涂层。考察微弧氧化电压对涂层表面形貌及粗糙度的影响,分析微弧氧化和超疏水涂层的相组成及元素化学状态以探讨超疏水表面的形成机制。初步研究超疏水试样的细胞毒性和抗菌性能。结果表明,随着微弧氧化电压的增加,涂层的表面粗糙度增大,而显微结构均匀性在440V最佳。经疏水处理后,试样的表面粗糙度较微弧氧化试样有所下降,而接触角随着电压的增加而先增大后减小,在440 V时获得最大值154.9°。微弧氧化涂层主要由锐钛矿及少量金红石TiO2相组成,并含有大量的–OH和一些磷的化合物,而超疏水试样表面存在大量的CF3、CF2和Si-O基团。全氟辛基三氯硅烷通过水解和脱水反应将氟硅烷嫁接于微弧氧化涂层上而形成超疏水表面。超疏水试样属于1级无毒材料,其细胞增殖率与Ti-6Al-4V合金无显著差异。此外,超疏水试样还具有一定的抗菌性,相对微弧氧化试样,其抗菌率可达93.03%。