论文摘要
纯钛及钛合金具有良好的理化性能和极佳的生物相容性,因此成为目前临床上应用最广泛的硬组织植入材料。但钛种植体缺乏生物活性,不能与组织间形成化学性结合;临床愈合时间长;在生理环境中易腐蚀,导致金属离子的释放;这些不足严重地影响了钛种植体的临床成功率。实验目的为了解决目前钛种植体存在的不足,本课题首先采用微弧氧化技术在钛种植体表面制备了耐腐蚀、耐磨的TiO2陶瓷涂层,然后通过溶胶-凝胶方法制备了HA涂层。进一步对HA/TiO2复合涂层的制备工艺、表面形貌、理化性能、细胞相容性进行了研究,期望为钛种植体表面生物改性及临床应用提供有价值的实验依据。实验方法及结果1.利用微弧氧化处理,在纯钛种植体表面形成了一层与基体结合紧密、内层致密、表面粗糙多孔的TiO2陶瓷涂层,并且通过特定的电解液在陶瓷层内注入钙、磷离子成分,进一步提高钛金属的生物相容性。2.采用溶胶-凝胶方法,在TiO2陶瓷涂层表面制备了HA涂层。最后在钛表面形成厚度约10～15μm HA/TiO2复合涂层,涂层与基体的结合强度为47士2.5N。3.模拟体液浸泡显示:TiO2陶瓷涂层及HA/TiO2复合涂层均呈现出诱导类骨磷灰石形成的能力;在两种涂层表面均可见针状及颗粒状的晶体,结晶层覆盖了孔洞表面并进入微孔内部;复合涂层诱导类骨磷灰石的能力较TiO2陶瓷涂层快且覆盖物更加均匀、致密;XRD分析表明表面沉积物主要为HA及少量磷酸钙盐。4.根据ISO10993-10:1995年标准和国家GB/T16886标准的规定通过溶血实验,细胞毒性实验进行钛金属改性后的生物安全性评价。结果表明TiO2陶瓷涂层及HA/TiO2复合涂层都具有良好的血液相容性,不会引起毒性反应。进一步研究TiO2、HA/TiO2复合涂层和成骨细胞的相互作用结果显示:TiO2陶瓷涂层、HA/TiO2复合涂层均显著促进了成骨细胞在涂层表面的早期粘附,但随着培养细胞时间的增长,不同表面对细胞贴附率的影响逐渐减小。TiO2陶瓷涂层、HA/TiO2复合涂层都促进了成骨细胞的增殖,HA/TiO2复合涂层较TiO2陶瓷涂层更为明显。结论本研究利用微弧氧化和溶胶-凝胶复合法在钛种植体表面制备HA/TiO2复合涂层。对其生物学相容性进行评价,在体外初步证实HA/TiO2复合涂层具有较好的生物学和力学性能,为下一步临床的应用提供实验依据。