鈦和鈦合金生物活化處理方法

1、9/12/201309/12/20139/12/2013鈦和鈦合金生物活化9/12/20139/12/20139/12/2013:簡介多種生物活化方凍敷結(jié)束語生物醫(yī)用材料定義：指用于對生物體進(jìn)行診斷、治療、修復(fù)或替換其病損組織、器官或增進(jìn)其功能的新型咼技術(shù)材料。為類：生物醫(yī)學(xué)金屬材料、生物醫(yī)學(xué)高分子洲、生物醫(yī)學(xué)無機(jī)非金屬材料或生物陶瓷、生物醫(yī)學(xué)復(fù)合材料、生物醫(yī)學(xué)衍生材料常用的醫(yī)學(xué)生物材料醫(yī)用硅橡膠鈦及鈦合金優(yōu)點(diǎn)：伙帝優(yōu)發(fā)的機(jī)械徃他、無毒、質(zhì)較、強(qiáng)走爲(wèi)且具帝優(yōu)發(fā)的或的相蓉魅。用途：毀、用于制造植入人體內(nèi)的醫(yī)療器件、假體堿人工器官和輔助治療設(shè)備的鈦合金。廣泛用于各種人工關(guān)節(jié)人工骨、骨固定器件、義齒

2、、齒科嵌、固定橋等。9/12/2013為什么？鈦及鈦合金素面簾一層致密的二氣祀録鈍化層,虛植入人俸后，耒滋極導(dǎo)確臟鹽況敘。及狄合金鳥骨殂枳隹彼形咸骨整合，而耒飩形麻骨宿褚令。級及飲合金的素面宜傷活祀就是要使金屬證過處理后，飩夠虛啖理琢境下穗使磷灰石眉況報在金屬素面，以而爲(wèi)骨組袒實(shí)觀直接化彥場被合。送甯可以使種植俸疫具帝軼為機(jī)械強(qiáng)茨的時具韋家面望物活徃0鈦的生物活化定義：是指毒物在有機(jī)體內(nèi)積累，經(jīng)過轉(zhuǎn)化，形成更高濃度的看害物質(zhì)的現(xiàn)象。兩種手段：鷲孚鈦表面涂覆生物活性涂層（如磷酸U!2.通過表面改性使原鈍化態(tài)氧化膜轉(zhuǎn)化為活*14氧化膜或其他活性膜（如鈦酸鹽）生物活化方法物理法Y化學(xué)法-電化學(xué)法9/

3、12/2013物理法通過涂覆磷酸鹽涂層或注入Ca等元素在鈦表面引入生物活性涂層，制備活性涂層/鈦復(fù)合材料。在生理?xiàng)l件下，鈦與骨組織間經(jīng)過所涂覆的涂層或其他磷酸鹽等形成骨性結(jié)合。暢法：浸涂法、等離子噴涂法、其（火焰噴涂法、射頻濺射法、光法）浸涂法方法：用含Ca,P元素的溶液混合制備輕基磷灰石（HA）溶膠，將鈦或鈦合金在溶膠中浸涂，制得HA涂層。涂層厚度隨浸涂次數(shù)r和溶膠審HA含量的增加而增加。用這種方沁所制得的涂層與基體之間結(jié)合力很弱。.易層中的HA晶體在動物體內(nèi)易被吸收，能飛新骨很快生成，可以用于初期成骨。特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：比較簡單，易于操作缺點(diǎn)：碣涂層性能對溶膠成分、ph值、溫度等灤誨件較為敏感。此

4、外，涂層與基體結(jié)合強(qiáng)曲不高。等離子噴涂法方法：利用爾直彘電機(jī)之間產(chǎn)i的電孤使通過電怨間的花俸電高而形咸藝普高&俸，溫庚可3X104K,痔構(gòu)耒桔料送入著高&賂中餉藝熔融，界鬲速咳射別金屬基俸上快速凝囿而彤咸涂眉。在飲及飲合金墓俸上制得的普高&咳涂涂眉2要由無匡鰹阪相、額耘內(nèi)層的丑奮晶相和履轄晶相狙咸，空要今包枯HA、氣磷灰石、磷臓三鈣著。特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)效率高、涂層均勻、涂層與基體間結(jié)合強(qiáng)度較高、重復(fù)性好以及適合工業(yè)化生產(chǎn)缺點(diǎn):,需要復(fù)雜的設(shè)備，成本相對較高，對工藝參也的調(diào)控要求也很嚴(yán)格；而且涂層成分和結(jié)構(gòu)與、潺然骨中HA不一致，不能在復(fù)雜形狀表面獲得均9/12/2013其它物理法用鳥3束槪射莊伙

5、素面制得的鱗灰石涂層酗簽族晶態(tài)相，鳥電浣痰良無采。證勲處理可必轉(zhuǎn)變鬲緩?fù)陼木B(tài)。隨電浣強(qiáng)凌憎共，涂農(nóng)農(nóng)鳥農(nóng)之間、涂層鳥基俸之間的豬合強(qiáng)茨酗憎共。坂用磁控槪射可在伙上制備晶俸HA和無定謖:抄涂層。用激蕪依可莊6人1$合金上況積純HA晶俸或族晶態(tài)涂層O化學(xué)法對鈦及鈦合金表面進(jìn)行化學(xué)改性使其具有生物活性，在模擬體液中浸泡或在動物體內(nèi)骨位置種植均能形成表面類骨磷灰石層，所以化學(xué)法也稱為生物仿生方法或生險物礦化法。為法：廠溶膠凝膠法、堿熱處理法、酸堿兩步化學(xué)法、雙氧水處理法、表面誘導(dǎo)礦化法溶膠凝膠法方法：r通過在紘及4L合金素面涂覆鐵凝膠而使其鳥Q帝望湯活宿。痔愴簾菱催水的涵蓿畑入紘酸酯幷歎強(qiáng)毀攪評，

6、用硝酸酸化防止HO?況淀，得到囁驅(qū)俸。硝酸鈣/麟酸酯曙液混合并餉入囁驅(qū)俸中，涵箱揮安后得到涂覆混合的愴液?；呵f涂覆愴液、中浸提，愴液涂覆農(nóng)基俸素面。爲(wèi)溫處理得創(chuàng)轄素面膜。其彥庚可由漫提速庚和決赦及耒同桔驅(qū)俸來控制。孩處理后，瘠其浚入SBF中，酸堿兩步化學(xué)法1.瘠鈦或鈦合18%h2so448%HCI混合溶液中浚蝕30min;2.A140C0.2NNaOH溶液中邃神5H。鉉后壽漫入過飽和確酸鈣溶液扌，腿討間內(nèi)可莊伙素面彩咸怨彥的鱗酸鈣點(diǎn)。莊過飽域會鱗酸鈣溶液處理之諭，可M進(jìn)行徹鈣化;詁兩步處理后的伙或伙合金置入0.5NNa2HPO4溶液中過一衣，喬莊砲和Ca(OHb溶液彳漫泡5h.堿熱處理法方法

7、：將鈦或鈦合金置入60C的NaOH溶液中24H,再以5C/min升溫至600C保溫:LH進(jìn)行熱處理。然后在36.5C的SBF中浸泡，勺在鈦或鈦合金表面形成類骨磷灰石。不經(jīng)菽熱處理的樣品在SBF中也形成表面磷灰石筆,但經(jīng)熱處理后形成的表面層與基體的結(jié)合更緊密。雙氧水處理法在雙氧水中混合不同的氯化物，將鈦片在混合溶液中處理24h后，浸入SBF后，發(fā)現(xiàn)只有H2O2+SnCI2和H2O2+TaCI2處理的有磷灰石沉積。對H2O2+TaCI2處理的樣品進(jìn)行熱處理，再浸入SBF也形成磷灰石沉積。300C熱處理后，可以消除干擾磷灰石成表面誘導(dǎo)礦化法模擬生物體內(nèi)含陰離子的大分子促進(jìn)無機(jī)礦物相成核的過程。在基體

8、表面引入離子基團(tuán)，形成能從水溶液中誘導(dǎo)異相成核的表面模板，再進(jìn)行誘導(dǎo)礦化。在鈦和鈦合金表面制得SAM可通過以下皺程序?qū)崿F(xiàn)：清洗一輕基花一質(zhì)子化一硅烷花,測SAMj莫，毒經(jīng)端基功能化+磺花、輕基化、卜錨酯化、氨化等，得到表面模板，選擇適當(dāng)?shù)倪^飽和Ca-P溶液，進(jìn)行誘導(dǎo)礦化。電化學(xué)法電化學(xué)方法中，電化學(xué)結(jié)晶和電泳沉積是在鈦基體上沉積磷酸鈣涂層，陽極氧化法是在鈦基體上制備含HA的復(fù)合膜，其生物活性是由外加的活性涂層所反映岀來的.方法：徹、電化學(xué)結(jié)晶沉積法、電泳沉積法、陽極氧化法電化學(xué)結(jié)晶沉積法以含Ca,P元素的溶液溶液作電解液，以鈦或鈦合金作為陰極進(jìn)行電解。在電解過程中，陰極區(qū)域析岀出，使局部ph值

9、升高，從而使磷酸鈣在陰極表面沉積，形成涂層。再經(jīng)225C水熱處理后，轉(zhuǎn)變成HA。以鈣鹽、磷酸鹽為電解質(zhì)進(jìn)行陰極電化翦結(jié)晶時，容易獲得均勻涂層。但陰極沉第磷酸鹽涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度通常較低，難以滿足植入要求。9/12/2013電泳沉積法MHA我其它瞬酸鹽構(gòu)耒參原料，莊電場作用下，麟酸鹽顆蔻況獺莊鐵基俸上。對電化曝褚晶況敘診和電泳況積號，都需餉勲焙燒菁后處理來提亀涂層鳥衷條的殊面褚合強(qiáng)慶。用這種方法涂層的基俸植入鋤湯俸內(nèi)后，莊題期內(nèi)就可M形麻骨直接接觸,而在帝涂層和無涂層始植入俸中殲裱的赦董相何。販、電泳依虛形狀義粢的素面或多孔素面瑋以得別丿浚勺涂層，需要徹屯制得HA原料。其涂層月基條的轄合強(qiáng)茂也耒鬲，要滿足植入要痂,述需進(jìn)一步改進(jìn)。陽極氧化法用含少量水的NaNC)3甲醇溶液作為電解液，以鈦或鈦合金作為陽極進(jìn)行陽極氧化，可在表面制得銳鈦礦型的表面層，與甲醇反應(yīng)生成鈦酸甲酯。由于水的存在，鈦酸甲酯迅速水解，形成無定型TiO2,類似于溶膠凝膠法制得的鈦凝膠。而用B甘油磷酸鈉和醋酸鈣作電解液進(jìn)行陽極氧化，可以制得非晶態(tài)的含Ca,P的陽極氧化二氧化鈦表面層。表面層與基休結(jié)合強(qiáng)度較高。經(jīng)水熱處理時，轉(zhuǎn)黑成晶態(tài)HA。試驗(yàn)表明，陽極氧化法處理過的植入體的骨舲性好，結(jié)合強(qiáng)度和骨沉積量都明顯高于未處理的鈦。利用陽極氧化法可以得到活性TiO2涂層，也可以得到含Ca,P的TQ2涂層。結(jié)束語雖然金屬鈦及其合