09/12/20139/12/2013钛和钛合金生物活化9/12/20139/12/20139/12/2013:简介多种生物活化方冻敷结束语生物医用材料定义：指用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的新型咼技术材料。为类：生物医学金属材料、生物医学高分子洲、生物医学无机非金属材料或生物陶瓷、生物医学复合材料、生物医学衍生材料9/12/2013常用的医学生物材料医用硅橡胶钛及钛合金优点：伙帝优发的机械徃他、无毒、质较、强走爲且具帝优发的或的相蓉魅。用途：毀、用于制造植入人体内的医疗器件、假体碱人工器官和辅助治疗设备的钛合金。广泛用于各种人工关节人工骨、骨固定器件、义齿、齿科嵌、固定桥等。为什么？钛及钛合金素面帘一层致密的二氣祀録钝化层,虚植入人俸后，耒滋極导确臟盐況叙。及狄合金鸟骨殂枳隹彼形咸骨整合，而耒饨形麻骨宿褚令。級及饮合金的素面宜伤活祀就是要使金属證过处理后，饨够虚啖理琢境下穗使磷灰石眉況報在金属素面，以而爲骨组袒实观直接化彥场被合。送甯可以使种植俸疫具帝軼為机械强茨的时具韦家面望物活徃0钛的生物活化定义：是指毒物在有机体内积累，经过转化，形成更高浓度的看害物质的现象。两种手段：鹫孚钛表面涂覆生物活性涂层（如磷酸U!2.通过表面改性使原钝化态氧化膜转化为活*14氧化膜或其他活性膜（如钛酸盐）生物活化方法物理法Y化学法-电化学法9/12/2013物理法通过涂覆磷酸盐涂层或注入Ca等元素在钛表面引入生物活性涂层，制备活性涂层/钛复合材料。在生理条件下，钛与骨组织间经过所涂覆的涂层或其他磷酸盐等形成骨性结合。畅法：浸涂法、等离子喷涂法、其（火焰喷涂法、射频溅射法、光法）浸涂法方法：用含Ca,P元素的溶液混合制备轻基磷灰石（HA）溶胶，将钛或钛合金在溶胶中浸涂，制得HA涂层。涂层厚度随浸涂次数r和溶胶审HA含量的增加而增加。用这种方沁所制得的涂层与基体之间结合力很弱。.易层中的HA晶体在动物体内易被吸收，能飞新骨很快生成，可以用于初期成骨。特点优点：比较简单，易于操作缺点：碣涂层性能对溶胶成分、ph值、温度等滦诲件较为敏感。此外，涂层与基体结合强曲不高。等离子喷涂法方法：利用爾直彘电机之间产i的电孤使通过电怨间的花俸电高而形咸藝普高&俸，温庚可3X104K,痔构耒桔料送入著高&赂中餉藝熔融，界鬲速咳射別金属基俸上快速凝囿而彤咸涂眉。在饮及饮合金墓俸上制得的普高&咳涂涂眉2要由无匡鰹阪相、额耘內层的丑奋晶相和履辖晶相狙咸，空要今包枯HA、氣磷灰石、磷臓三鈣著。特点优点：生产效率高、涂层均匀、涂层与基体间结合强度较高、重复性好以及适合工业化生产缺点:,需要复杂的设备，成本相对较高，对工艺参也的调控要求也很严格；而且涂层成分和结构与、潺然骨中HA不一致，不能在复杂形状表面获得均9/12/2013其它物理法用鳥3束槪射莊伙素面制得的鱗灰石涂层酗签族晶态相，鸟电浣痰良无采。證勲处理可必转变鬲緩完会的晶态。随电浣强凌憎共，涂农农鸟农之间、涂层鸟基俸之间的猪合强茨酗憎共。坂用磁控槪射可在伙上制备晶俸HA和无定谡:抄涂层。用激芜依可莊6人1$合金上況积純HA晶俸或族晶态涂层O化学法对钛及钛合金表面进行化学改性使其具有生物活性，在模拟体液中浸泡或在动物体内骨位置种植均能形成表面类骨磷灰石层，所以化学法也称为生物仿生方法或生险物矿化法。为法：厂溶胶凝胶法、碱热处理法、酸碱两步化学法、双氧水处理法、表面诱导矿化法溶胶凝胶法方法：r通过在紘及4L合金素面涂覆铁凝胶而使其鸟Q帝望汤活宿。痔愴帘菱催水的涵蓿畑入紘酸酯幷歎强毀搅评，用硝酸酸化防止HO?況淀，得到囁驱俸。硝酸鈣/麟酸酯曙液混合并餉入囁驱俸中，涵箱挥安后得到涂覆混合的愴液。基俸莊涂覆愴液、中浸提，愴液涂覆農基俸素面。爲溫处理得创辖素面膜。其彥庚可由漫提速庚和决赦及耒同桔驱俸来控制。孩处理后，瘠其浚入SBF中，酸碱两步化学法1.瘠钛或钛合18%h2so448%HCI混合溶液中浚蚀30min;2.A140C0.2NNaOH溶液中邃神5H。鉉后壽漫入过饱和确酸鈣溶液扌，腿讨间內可莊伙素面彩咸怨彥的鱗酸鈣点。莊过饱域會鱗酸鈣溶液处理之谕，可M进行徹鈣化;诂两步处理后的伙或伙合金置入0.5NNa2HPO4溶液中过一衣，喬莊砲和Ca(OHb溶液彳漫泡5h.碱热处理法方法：将钛或钛合金置入60C的NaOH溶液中24H,再以5C/min升温至600C保温:LH进行热处理。然后在36.5C的SBF中浸泡，勺在钛或钛合金表面形成类骨磷灰石。不经菽热处理的样品在SBF中也形成表面磷灰石笔,但经热处理后形成的表面层与基体的结合更紧密。双氧水处理法在双氧水中混合不同的氯化物，将钛片在混合溶液中处理24h后，浸入SBF后，发现只有H2O2+SnCI2和H2O2+TaCI2处理的有磷灰石沉积。对H2O2+TaCI2处理的样品进行热处理，再浸入SBF也形成磷灰石沉积。300C热处理后，可以消除干扰磷灰石成表面诱导矿化法模拟生物体内含阴离子的大分子促进无机矿物相成核的过程。在基体表面引入离子基团，形成能从水溶液中诱导异相成核的表面模板，再进行诱导矿化。在钛和钛合金表面制得SAM可通过以下皱程序实现：清洗一轻基花一质子化一硅烷花,測SAMj莫，毒经端基功能化+磺花、轻基化、卜锚酯化、氨化等，得到表面模板，选择适当的过饱和Ca-P溶液，进行诱导矿化。9/12/2013电化学法电化学方法中，电化学结晶和电泳沉积是在钛基体上沉积磷酸钙涂层，阳极氧化法是在钛基体上制备含HA的复合膜，其生物活性是由外加的活性涂层所反映岀来的.方法：徹、电化学结晶沉积法、电泳沉积法、阳极氧化法电化学结晶沉积法以含Ca,P元素的溶液溶液作电解液，以钛或钛合金作为阴极进行电解。在电解过程中，阴极区域析岀出，使局部ph值升高，从而使磷酸钙在阴极表面沉积，形成涂层。再经225C水热处理后，转变成HA。以钙盐、磷酸盐为电解质进行阴极电化翦结晶时，容易获得均匀涂层。但阴极沉第磷酸盐涂层与基体结合强度通常较低，难以满足植入要求。电泳沉积法MHA我其它瞬酸盐构耒參原料，莊电场作用下，麟酸盐颗蔻況獭莊铁基俸上。对电化曝褚晶況叙诊和电泳況积號，都需餉勲焙烧菁后处理来提亀涂层鸟衷條的殊面褚合强庆。用这种方法涂层的基俸植入锄汤俸內后，莊题期內就可M形麻骨直接接触,而在帝涂层和无涂层始植入俸中歼裱的赦董相何。販、电泳依虚形状義粢的素面或多孔素面瑋以得別丿浚勺涂层，需要徹屯制得HA原料。其涂层月基條的辖合强茂也耒鬲，要满足植入要痂,述需进一步改进。阳极氧化法用含少量水的NaNC)3甲醇溶液作为电解液，以钛或钛合金作为阳极进行阳极氧化，可在表面制得锐钛矿型的表面层，与甲醇反应生成钛酸甲酯。由于水的存在，钛酸甲酯迅速水解，形成无定型TiO2,类似于溶胶凝胶法制得的钛凝胶。而用B甘油磷酸钠和醋酸钙作电解液进行阳极氧化，可以制得非晶态的含Ca,P的阳极氧化二氧化钛表面层。表面层与基休结合强度较高。经水热处理时，转黑成晶态HA。试验表明，阳极氧化法处理过的植入体的骨舲性好，结合强度和骨沉积量都明显高于未处理的钛。利用阳极氧化法可以得到活性TiO2涂层，也可以得到含Ca,P的TQ2涂层。结束语虽然金属钛及其合金是人体硬组织替换中应薜歌脚册籍是wt种弋蠶生莓钛的理法、学法和电化学法3夫类。各需方法均有其优缺点。与物理法相比，化学法具有设备和操逍黔、涂蠶髒畿t与鶴瞬SB种此认为化学法是目前和将来研究的热点方法。对化学法，还需要进一步提高效率，提高涂层与基体之间的结合强度，并对其长期植入效果及其亠肩化机理进行深入研究。9/12/201326