医用钛表面纳米薄膜的制备及生物相容性研究

本实验采用经抛光打磨的纯钛片与氢氧化钠溶液进行水热反应,在钛片表面形成一维钛酸盐纳米结构薄膜,水热处理后的样品浸泡在模拟体液中进一步矿化,研究其表面诱导磷灰石沉积的能力。采用TEM、SEM、XRD、FTIR和EDX等测试手段表征样品矿化前后钛片表面的微观形貌、结构及元素组成。研究了反应时间对样品表面微观结构及性质的影响,并探讨了纳米结构形成的机理。通过对样品矿化后表面羟基磷灰石形成情况的研究,得出了最佳仿生表面的微观结构组成。结果显示:钛片与氢氧化钠水热反应能在其表面形成结构规整,尺寸均一的纳米结构薄膜;TEM结果表明钛片与6 mol/L氢氧化钠溶液在180℃条件下反应1 h便可观察到纳米结构的形成;通过对比不同反应条件下样品表面纳米结构的SEM结果得知:反应时间对表面薄膜的纳米结构的尺寸及结构均有影响;FTIR及XRD结果表明水热处理后的钛片表面有钛酸盐和钛酸生成,EDX及XRD结果显示水热处理后的钛片经SBF浸泡7 d后其表面能够诱导磷灰石沉积。     

等离子体聚合改性对医用钛表面性能的影响

采用低温等离子体聚合改性技术在医用钛表面聚合丙烯胺单体,沉积一层聚合物改性层,在此过程中,以氮等离子体注入作为预处理,研究等离子体预处理对表面丙烯胺聚合改性层的性能影响。采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、以及能谱分析、傅里叶红外光谱分析仪对不同条件下等离子体聚合物表面改性层的形貌、拓扑结构、官能团结构及化学成分进行研究,以及通过表面接触角测试仪分析表面亲水性能。结果显示,低温表面等离子体聚合手段能够在钛合金表面形成一层厚度可以调节的纳米聚合物改性层,电化学测试表明,聚合物改性层能够提高表面耐腐蚀性能;接触角测试表明表面聚合物改性层能够提高钛合金表面的亲水性能;FTIR分析表明低温表面等离子体聚合手段能够很好的保留丙烯胺中的氨基官能团,因此能够改善聚合物层的生物活性,有利于细胞的生长。同时,氮的注入之所以能够提高丙烯胺表面聚合物层与基体的结合效率,是因为氮等离子体注入预处理能够在钛合金表面形成梯度结构的过度TiN层,能够有利于等离子聚合过程中–C–N、C–H、–C–NH2、–O=C–NH2等官能团与基体之间的键合。     

TiO_2纳米管/PLGA可降解多孔支架材料的制备

为了增加无机-有机杂化材料的稳定性和均一性,满足其在组织工程领域的实际应用。本文采用接枝法修饰二氧化钛纳米管,随后将其与丙交酯-乙交酯共聚物(PLGA)复合。并利用溶液浇铸/粒子浸出法制备出组织工程用多孔生物支架。采用核磁(1H-NMR)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等对杂化支架材料的结构与形貌进行表征;并研究了杂化支架与纯的PLGA支架表面矿化行为以及表面亲水性能。结果表明:TiO2纳米管接枝到PLGA表面,分布较均匀,且平均接枝量为18.8%左右;TiO2纳米管/PLGA杂化支架更有利于钙磷层的沉积以及其表面亲水性能的提高。