医用钛材料表面改性及应用研究

采用自主开发的表面改性新技术——改进表面热处理(PTO)技术对医用钛材料进行表面处理,然后采用扫描电镜、X射线衍射等手段分析其表面改性层,并进行生物学评价.结果表明,PTO表面改性钛植入物具有良好的生物相容性和优异的血液相容性,其综合性能达到或超过国家标准GB/T16886的要求.

医用钛材料表面改性新技术应用研究

成功研发出能显著改善医用钛材料综合性能的经济有效、环境友好表面改性新技术—改进表面热处理(PTO)技术.PTO表面改性钛植入物显示了优异的综合性能:显著改善的耐磨耐蚀性能;良好的生物相容性;优异的血液相容性.

钛系生物医用材料表面粗糙度影响细胞黏附的新进展

详细介绍粗糙表面细胞的黏附机理,结合表面加工方法较全面地总结和分析钛系材料不同表面粗糙度对细胞黏附的影响及细胞黏附的表面粗糙度模型。综述表明:粗糙表面通过改变表面力场、表面电荷和表面能、增加比表面积及表面缺陷等方式促进细胞在植入体表面的黏附:钛系材料表面粗糙度对不同细胞黏附的影响不同,粗糙表面可促进细胞基因表达:由于表面加工方法造成表面化学状态变化并影响表面电荷和表面能,所以应根据不同的表面加工方法来设计植入体的表面形貌,以获得适合细胞黏附的表面粗糙度。此外,探讨钛表面细胞吸附的分子动力学研究方法,结果显示可利用分子动力学方法在分子水平研究表面特征对蛋白质和细胞黏附的影响机理。

低弹性模量医用钛合金梯度复合材料对L929细胞周期及凋亡的影响

将实验对象分为3组,分别为低弹性模量医用钛合金试件、经氧化处理、经氧化处理并在其表面喷涂钽的低弹性模量医用钛合金试件,制备浸提液培养小鼠成纤维细胞L929。利用流式细胞术检测细胞周期及凋亡并与常规钛合金Ti-6Al-4V试件及阴性组(含10%FBS的培养液18 ml)进行比较。浸提液培养48 h后,G2期细胞周期比例涂层组为(14.43±0.18)%,Ti-6Al-4V组为(13.97±1.39)%(P>0.05);细胞早期凋亡率涂层组为(1.39±0.08)%,Ti-6Al-4V组为(1.40±0.05)%(P>0.05)。低弹性模量医用钛合金梯度复合材料与Ti-6Al-4V比较对L929细胞周期及凋亡无差异,细胞相容性良好。

Corrosion behavior of Ti-Nb-Ta-Zr-Fe alloy for biomedical applications in Ringer's solution

The corrosion resistance of Ti？25Nb？10Ta？1Zr？0.2Fe （mass fraction, %） （TNTZF） alloy in Ringer’s solution at 37 °C was investigated by potentiodynamic polarization measurement. Ti？6Al？4V ELI （Extra low interstitial） alloy was also investigated to make a comparison. The results show that TNTZF alloy has higher corrosion potential, lower corrosion current density, more stable passive current density and wider passive region compared with Ti–6Al–4V ELI alloy, which indicates that TNTZF alloy has better corrosion resistance. In addition, pitting corrosion is observed on the surface passive film of Ti–6Al–4V ELI alloy but is not found on that of TNTZF alloy. The XPS analysis results reveal that the passive film formed on TNTZF alloy is composed of Nb2O5, NbO2, Ta2O5, ZrO2, TiO and Ti2O3oxides in the matrix of TiO2, which makes the passive film more stable and protective than that formed on Ti？6Al？4V ELI alloy and contributes much to its superior corrosion resistance.

球磨冷压烧结制备TNZS基生物材料的摩擦学性能

采用机械高能球磨、常规模压和真空无压烧结相结合的粉末冶金法制备TNZS、TiO_2/TNZS及HA/TNZS 3种钛基生物医用材料,对比研究3种材料的显微硬度及在不同摩擦条件下的摩擦磨损行为。结果表明:TiO_2/TNZS的显微硬度值最高,TNZS、TiO_2/TNZS及HA/TNZS三者的显微硬度值(HV)分别为5254.3、5512.3和4792.7 MPa;在干摩擦条件下,HA/TNZS具有最好的耐磨损性,三者的摩擦系数分别为0.4323、0.5643和0.4338,平均磨痕宽度分别为0.33、0.26和0.18 mm,磨损机理都以磨粒磨损为主,氧化磨损、粘着磨损为辅;三者在人工体液摩擦条件下的摩擦磨损行为都优于干摩擦下的摩擦磨损行为,HA/TNZS的耐磨性优于其它两者,三者的平均摩擦系数分别为0.3309、0.4301和0.3840,平均磨痕宽度分别为0.27、0.19和0.17 mm,磨损机理都以磨粒磨损为主,伴有轻微氧化磨损和粘着磨损。