钛合金表面微粗糙化对成骨细胞黏附及增殖行为的影响

采用表面机械研磨(SMAT)法对Ti-25Nb-3Mo-3Zr-2Sn(TLM)钛合金处理15min,而后将处理前后的钛合金样品与成骨细胞共培养1h、24h。采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDX)及激光共聚焦显微镜(CLSM)对处理前后样品表面的结构进行了分析,结果显示SMAT处理不会改变TLM钛合金的物相、晶粒尺度及化学组成,处理前后物相均由单一的β相组成,晶粒尺寸均在10~20μm且没有引入新的杂质元素,但SMAT处理会改变TLM钛合金的表面粗糙度,处理前的样品表面平整,平均粗糙度Ra为(0.2±0.03)μm,而处理后的样品表面坑洼不平,平均粗糙度Ra增至(2.6±0.4)μm。随后的细胞实验结果显示,对比SMAT处理前,成骨细胞在处理后的微粗糙表面铺展得更为充分,增殖得更加迅速。研究表明,SMAT处理可以改善TLM钛合金表面的成骨细胞生长环境,从而为开发出更符合临床应用的钛金属种植体提供新的思路。