當(dāng)
鈦及
鈦合金用作與人體骨骼直接結(jié)合的體內(nèi)長期植入材料時(shí),必須提高其骨誘導(dǎo)性,而用作骨夾板、骨螺釘?shù)戎斡笠瞥龅闹踩胛飼r(shí),則必須抑制其骨形成能。日本關(guān)西大學(xué)研究人員采用化學(xué)/水熱復(fù)合法在鈦基體表面合成了不同類型的修飾膜,并對(duì)其生物活性、與基體的結(jié)合狀態(tài)等進(jìn)行了研究。
首先用H2O2/HNO3水溶液對(duì)鈦表面進(jìn)行化學(xué)處理,得到非常均勻的TiO2膜,稱為TiO2凝膠膜。然后以此為前驅(qū)體,在其表面分別制備生物活性膜以及無生物活性膜。生物活性膜的制備是將經(jīng)化學(xué)處理的試樣首先分別浸漬在NH3水溶液、Ca(OH)2水溶液中,再在自動(dòng)反應(yīng)釜中于453 K下水熱處理12 h,鈦基體表面分別生成TiO2膜、CaTiO3膜。將這種膜在大氣中于673 K下熱處理,未見新相出現(xiàn),其XRD峰的半高寬也未變大,可見這種化學(xué)/水熱復(fù)合法可在低溫下合成結(jié)晶度高的穩(wěn)定氧化物單相膜。
無生物活性膜的制備是以ZrCl2O·8H2O為原料,合成Zr(OH)4凝膠或溶液,然后分散在NH3/CH3CH(OH)COOH溶液中進(jìn)行水熱處理,使生成含ZrO2的TiO2。對(duì)未經(jīng)修飾的鈦基體試樣、經(jīng)化學(xué)法修飾的Ti-TiO2試樣以及再經(jīng)水熱法修飾的Ti-TiO2-ZrO2試樣進(jìn)行細(xì)胞結(jié)合和增殖試驗(yàn),結(jié)果表明,試樣表面粗糙度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有極強(qiáng)的影響,以致化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)的影響無法得知。而在模擬體液中的浸漬試驗(yàn)表明,TiO2膜上析出了HAP,而TiO2-ZrO2膜上無任何析出物。在老鼠體內(nèi)的脛骨中植入棒材(Φ2 mm×5 mm),2周后的觀察表明,具有TiO2膜的材料,與皮質(zhì)骨的接觸率大,界面呈結(jié)合狀態(tài);而具有TiO2-ZrO2膜的材料,其與皮質(zhì)骨的接觸率小,界面是剝離狀態(tài)。可見,采用化學(xué)/水熱復(fù)合法可以在鈦表面制備出能夠控制表面骨傳導(dǎo)及骨/植入物結(jié)合強(qiáng)度的氧化膜。
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