生物医用钛表面热还原银微纳米颗粒研究

目的尝试改进生物医用钛的常用碱热处理表面改性方法,使钛不仅具有生物活性,而且具有抗菌性能。方法将纯钛片磨光和清洗,在60 2.5 mol/L Na O℃H溶液中进行碱液处理后,分别在0.2、1、5、20mmol/L硝酸银溶液中浸渍,然后把未浸渍和浸渍的试样在600℃热处理1 h,采用X射线衍射、扫描电镜和X射线光电子能谱分析膜层的成分和结构,评价试样的抗菌性能和生物活性。结果在浓度≥1 mmol/L硝酸银溶液中浸渍制备的试样,检测到单质银的X射线衍射峰。扫描电镜观察表明,随着硝酸银浓度的升高,银颗粒从约100 nm增加到1.5μm以上;钛酸钠凝胶层和银颗粒具有较好的附着性。X射线光电子能谱分析检测到金属银和少量银化合物。抗菌实验和模拟体液实验表明,随着硝酸银浓度的升高,试样的抗菌活性升高,但生物活性下降。结论碱液-硝酸银溶液浸渍-热处理方法改善了钛的生物活性和抗菌性能,这为钛基硬组织植入体的表面改性提供了一种简便方法。

镍钛合金表面钛酸锶生物薄膜的水热合成

目的改善镍钛合金的耐蚀性和添加锶离子用于治疗骨质疏松症。方法采用氢氧化钠和硝酸锶混合溶液对镍钛合金进行水热处理,处理温度180℃,处理时间分别为1、3和6 h。采用扫描电镜、X射线能谱、X射线衍射和X射线光电子能谱对试样进行显微结构和化学成分分析,采用接触角测量仪评价试样的亲水性,在无钙Hank’s平衡盐液中进行动电位极化实验评价试样的耐蚀性,采用粘结拉伸法测量钛酸锶薄膜与镍钛合金基体之间的结合强度。结果镍钛合金经过水热处理后表面形成了由钛酸锶颗粒组成的薄膜,颗粒尺寸约240-490 nm,薄膜中含有少量镍元素。抛光镍钛试样的水接触角约70°,水热处理试样的接触角大幅上升,达到120°左右。在钝化区内,水热处理3 h试样的阳极电流密度比抛光试样降低了大约一个数量级,因此水热处理试样具有更好的耐蚀性。水热处理3 h制备的钛酸锶薄膜与镍钛基体之间的表观结合强度值为14.1 MPa。结论水热处理不仅改善了镍钛合金的耐蚀性,也在合金表面添加了锶离子,可用于治疗骨质疏松症。

镍钛合金在尿素溶液中水热合成纳米结构二氧化钛薄膜

采用尿素溶液对生物医用镍钛合金进行水热法表面改性,随后进行热处理。SEM、XRD和XPS分析表明,105℃、120℃水热处理24h和150℃处理8h后形成了钛酸铵的纳米片薄膜,150℃水热处理16h、24h后形成了由纳米颗粒和颗粒状沉积物组成的锐钛矿二氧化钛薄膜;随后的热处理使铵盐分解和二氧化钛结晶。在0.9%NaCl溶液中的动电位极化实验表明,水热处理试样的耐蚀性比抛光试样更好。刚制备的试样亲水性很好,但在空气中放置时,水的接触角升高,而3h紫外光照处理后接触角可降低到10°以下。拉伸实验表明,在150℃水热处理16h、24h和热处理制备的镍钛基体上的二氧化钛薄膜具有较好的附着性。

钛合金Ti6Al4V表面钛酸锶生物薄膜的水热合成

采用氢氧化钠和硝酸锶混合溶液对Ti6Al4V合金进行水热处理，温度180℃，时间1、3和6 h。X射线衍射、扫描电镜、电子能谱和X射线光电子能谱分析表明，水热处理后钛合金表面形成了钛酸锶的纳米颗粒薄膜，颗粒尺寸80～230 nm，薄膜中含有极少量铝和钒元素。在无钙Hank’s平衡盐液中的动电位极化和电化学阻抗实验表明，与抛光试样相比，水热处理3h试样的耐蚀性大幅提高。显微硬度压入实验表明，钛酸锶薄膜具有良好的附着性和内聚力。水热处理制备钛酸锶薄膜的方法可用于钛合金Ti6Al4V骨科植入体的表面改性。

聚多巴胺辅助溶胶-凝胶TiO_2薄膜表面固定牛血清白蛋白

在钛表面涂覆溶胶-凝胶TiO2薄膜,再利用聚多巴胺薄膜结合牛血清白蛋白(BSA)分子,以改善血液相容性。X射线光电子能谱分析表明TiO2薄膜表面形成了聚多巴胺薄膜和BSA分子层。接触角测试结果表明聚多巴胺薄膜和BSA分子层使试样的接触角升高,但表面能和界面张力下降。血液相容性实验表明,与TiO2涂层试样相比,结合BSA分子的试样具有更好的抗凝血性能和抗血小板聚集性能。