NiTi合金表面制备HA/BMP、HA/COL/BMP复合涂层

论文摘要

本文在模拟体液中加入骨形态发生蛋白、胶原蛋白,在NiTi合金表面仿生生长法制备HA/BMP、HA/COL/BMP复合涂层。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、红外光谱（IR）和透射电子显微镜（TEM）等分析手段对涂层表面形貌、物相组成、成分、内部结构等进行表征,对涂层的生长过程进行了初步探讨。结果表明:高钙磷离子浓度模拟体液（MSBF）中, BMP浓度为10mg/L-100mg/L时对涂层生长具有促进作用。MSBF、含胶原的MSBF（CMSBF）中生长3天,涂层为均匀的网状结构。晶体呈片状,长约100-300nm,垂直于基体表面生长。蛋白质的羧基与Ca2+存在化学作用。骨形态发生蛋白在涂层中呈球形颗粒状均匀分布,胶原纤维呈纤维状分布。NiTi合金表面有机-无机复合涂层的生长过程分晶体成核和晶体生长两个阶段。适当的蛋白质浓度使基体形核能力增强,基体表面形核数量增多,有利于网状结构的形成。在晶体生长过程中,蛋白质的官能团主要和Ca2+结合,从而进一步影响对PO43-的吸附。最终在试样表面形成羟基磷灰石-骨形态发生蛋白、羟基磷灰石-胶原蛋白-骨形态发生蛋白复合层。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 生物医用NiTi 合金
• 1.3 骨的成分
• 1.3.1 胶原蛋白（Collagen）
• 1.3.2 羟基磷灰石（Hydroxyapatite）
• 1.4 骨形成机制
• 1.5 骨形态发生蛋白及其缓释体研究进展
• 1.5.1 骨形态发生蛋白（BMP）
• 1.5.2 BMP 缓释载体研究进展
• 1.5.2.1 金属载体
• 1.5.2.2 磷酸钙载体
• 1.5.2.3 天然聚合物载体
• 1.6 钛合金的表面改性方法
• 1.6.1 等离子喷涂法
• 1.6.2 溶胶凝胶法
• 1.6.3 激光涂敷法
• 1.6.4 电化学沉积法
• 1.6.5 仿生溶液生长法
• 1.7 本课题的研究思路和方法
• 第二章 NiTi 合金表面制备HA/BMP 复合涂层
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料和实验方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验设备
• 2.2.3 实验工艺及参数
• 2.3 测试方法
• 2.3.1 扫描电子显微镜（SEM）
• 2.3.2 X 射线衍射（XRD）
• 2.3.3 红外光谱（IR）
• 2.3.4 X 射线光电子能谱（XPS）
• 2.3.5 场发射透射电镜（TEM）
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 模拟体液SBF 仿生共生长
• 2.4.1.1 SEM 分析
• 2.4.1.2 XRD 分析
• 2.4.2 改进模拟体液MSBF 仿生共生长
• 2.4.2.1 SEM 分析
• 2.4.2.2 XRD 分析
• 2.4.2.3 XPS 分析
• 2.4.2.4 IR 分析
• 2.4.2.5 TEM 分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 NiTi 合金表面制备HA/COL/BMP 复合涂层
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料及实验方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验设备
• 3.2.3 实验工艺
• 3.3 测试方法
• 3.3.1 扫描电子显微镜（SEM）
• 3.3.2 X 射线衍射（XRD）
• 3.3.3 红外光谱（IR）
• 3.3.4 X 射线光电子能谱（XPS）
• 3.3.5 场发射透射电镜（TEM）
• 3.4 结果讨论
• 3.4.1 CSBF 溶液仿生生长
• 3.4.1.1 SEM 分析
• 3.4.1.2 XRD 分析
• 3.4.2 CMSBF 溶液中仿生生长
• 3.4.2.1 SEM 分析
• 3.4.2.2 XRD 分析
• 3.4.2.3 XPS 分析
• 3.4.2.4 IR 分析
• 3.4.2.5 TEM 分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 NiTi 合金表面有机/无机复合涂层生长过程讨论
• 4.1 有机大分子预组织
• 4.2 晶体形核、生长
• 4.2.1 异相形核
• 4.2.2 蛋白质对生物矿化的调制作用
• 第五章 全文总结
• 5.1 全文总结
• 5.2 下一步工作计划
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢