高功率脈沖磁控濺射技術(shù)制備Ti-Cu薄膜及血小板粘附行為.pdf

1、Cu2+能夠有效促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞NO的局部釋放，抑制血小板的激活與聚集，改善抗凝血性能。鈦具有良好的生物相容性，在生物醫(yī)學(xué)界已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用和研究歷史。利用高功率脈沖磁控濺射技術(shù)具有高的離化率特點(diǎn)，可以制備致密的Ti-Cu薄膜，通過(guò)調(diào)節(jié)高能脈沖磁控濺射的工藝參數(shù)等，控制薄膜中Cu的含量、組成和結(jié)構(gòu)研究Cu2+離子的釋放。目前對(duì)Ti-Cu薄膜的研究主要集中在抗菌方面，利用高功率脈沖磁控濺射技術(shù)制備Ti-Cu薄膜，通過(guò)研究薄膜沉積特性、

2、成分結(jié)構(gòu)以及薄膜血液相容性并應(yīng)用于心血管方面的文章較少。因此我們提出用高功率脈沖磁控濺射制備Ti-Cu薄膜，通過(guò)工藝參數(shù)的調(diào)整，調(diào)控Ti-Cu薄膜中Cu含量、組成和結(jié)構(gòu)，研究Ti-Cu薄膜血液相容性。
　　采用高功率脈沖磁控濺射技術(shù)在不同的電壓下分別濺射含銅量不同的TiCu靶材沉積一系列Ti-Cu薄膜，分析HPPMS沉積Ti-Cu薄膜時(shí)的電學(xué)特性和放電等離子體的構(gòu)成;研究電源電壓和靶材中Cu含量變化對(duì)Ti-Cu薄膜的沉積速率、表面

3、形貌、潤(rùn)濕性和成分結(jié)構(gòu)的影響，并采用DCMS制備Ti-Cu薄膜進(jìn)行對(duì)比。研究結(jié)果表明:采用HPPMS制備Ti-Cu薄膜時(shí)，靶材峰值電流和峰值離子流的大小隨電源電壓的增加而增加;沉積Ti-Cu薄膜時(shí)的放電等離子體中存在Ti、Ti2+、Cu、Cu+、Ar+。靶上的電壓增大，等離子體發(fā)射光譜線的強(qiáng)度和數(shù)目增大，靶材中Cu含量增加時(shí)，Cu、Cu+的等離子光譜線的強(qiáng)度增強(qiáng)。Ti-Cu薄膜的沉積速率隨電壓的增加而增大，靶材中Cu含量增加時(shí)，薄膜的沉

4、積速率增大，DCMS沉積Ti-Cu薄膜的沉積速率遠(yuǎn)高于HPPMS;高功率脈沖磁控濺射制備的Ti-Cu薄膜表面致密光滑，鈦和銅在薄膜中均勻分布，薄膜中Cu含量隨電壓和靶材Cu含量的增加而增加，HPPMS技術(shù)制備的Ti-Cu薄膜形成了Ti(Cu)的固溶體相;濺射70TiCu靶材時(shí)，70TiCu-600薄膜中含有純Cu，70TiCu-800薄膜中產(chǎn)生了TiCu相;當(dāng)采用210TiCu靶材時(shí)，Ti-Cu薄膜的XRD峰形寬化嚴(yán)重，形成了非晶的結(jié)構(gòu)

5、或者晶化不完全，并可能含有某些含銅的TixCuy化合物相。Ti-Cu薄膜的潤(rùn)濕性介于純Cu薄膜和純Ti薄膜之間。
　　利用HPPMS和DCMS制備的Ti-Cu薄膜進(jìn)行浸泡釋放和電化學(xué)腐蝕、NO催化釋放以及血小板粘附實(shí)驗(yàn)，研究Ti-Cu薄膜的Cu離子釋放性能、催化供體(SNAP)釋放NO能力，評(píng)價(jià)Ti-Cu薄膜的血液相容性。結(jié)果表明:Ti-Cu薄膜浸泡液中Cu離子初期(30min)會(huì)發(fā)生大量釋放，釋放速率隨浸泡時(shí)間增加而降低，Ti-

6、Cu薄膜的Cu離子釋放速率隨薄膜中含Cu量增加而增大，溶液中添加供體SNAP促進(jìn)了Cu離子的釋放。Ti-Cu薄膜耐腐蝕性隨Cu含量增加出現(xiàn)降低，Ti-Cu薄膜耐腐蝕性的降低以及Cu含量的增加共同促進(jìn)銅離子的釋放。Ti-Cu薄膜釋放的Cu離子具有催化供體釋放NO的作用，NO釋放速率隨著薄膜中銅含量的升高而增加。添加供體SNAP后，HPPMS技術(shù)制備的Ti-Cu薄膜血小板吸附的數(shù)量急劇減少，沒(méi)有出現(xiàn)聚集和攤開(kāi)，血小板未發(fā)生激活，表現(xiàn)出良好的