微/纳多级结构TiO_2涂层的制备及生物学性能

表面形貌是影响骨植入体稳定性的重要因素,仿生微/纳多级结构表面能加快早期细胞响应,加速植入体与骨组织间的整合,并改善其长期稳定性.以锐钛矿相二氧化钛悬浮液为喂料,采用液相感应等离子喷涂(induction suspension plasma spraying,ISPS)技术制备微/纳多级结构Ti02涂层,并对其细胞相容性进行了研究.扫描透射电子显微镜(scanning transmission electron microscopy,SEM)观察结果表明,通过对进料速率的调控,可制备典型微/纳多级结构的Ti02涂层,气孔率随进料速率的增大而增大.X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)结果表明,涂层以金红石相为主,并含少量锐钛矿相,金红石相含量随进料速率的增大而降低,这可能与等离子体喷涂的高温过程有关,锐钛矿相二氧化钛在此过程中发生相变,产生了更为稳定的金红石相.通过体外细胞相容性检测发现,ISPS制备的微/纳多级结构TiO_2涂层具有较高的蛋白吸附水平,成骨细胞在其表面能较好铺展,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性、矿化等基因表达均高于大气等离子喷涂涂层和光滑钛表面.