NiTi合金表面仿生生長磷灰石及其生物相容性研究.pdf

1、在NiTi合金表面制備磷灰石層,使合金既能保持原有的形狀記憶效應(yīng)、超彈性和低彈性模量,又減少有害鎳離子的溶出,從而改善生物相容性.在常見的磷灰石層制備工藝中,化學(xué)法以其成本低、操作簡便、結(jié)合強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),彌補(bǔ)了等離子噴涂和激光熔敷工藝的缺陷.其中的仿生溶液生長法更是模擬了宿主骨中無機(jī)質(zhì)的形成過程,具有廣闊的臨床應(yīng)用前景.該研究采用HNO<,3>和NaOH水溶液處理,活化NiTi合金表面,使之在模擬體液(SBF)中仿生生長類骨磷灰石層.借

2、助SEM、EDS、XRD、XPS及FTIR等分析手段,探討酸堿處理工藝對NiTi合金表面成分與結(jié)構(gòu)的影響,研究其在SBF中誘導(dǎo)磷灰石仿生生長的機(jī)理.通過體外(in vitro)細(xì)胞培養(yǎng)和體內(nèi)(invivo)植入,評價磷灰石涂層NiTi合金的生物相容性.結(jié)果表明:HNO<,3>處理增加NiTi合金表面積、形成致密TiO<,2>膜,其后的NaOH處理在合金表面形成以Na<,2>Ti<,3>O<,7>為主的納米網(wǎng)狀活性層,其結(jié)晶度和少量鎳酸鈉

3、的存在對表面活性影響不大.酸堿處理后的合金經(jīng)預(yù)鈣化,可誘導(dǎo)鈣磷顆粒在活性網(wǎng)格內(nèi)快速沉積,并成為磷灰石非均勻形核的核心,進(jìn)一步仿生生長含碳酸根的類骨磷灰石層.類骨磷灰石涂層試樣(NiTi/HA)和未處理試樣(NiTi)對3T3細(xì)胞均不顯示細(xì)胞毒性,但NiTi/HA周圍細(xì)胞形態(tài)、密度及貼壁伸展情況優(yōu)于NiTi.6d后,細(xì)胞呈樹枝狀完全覆蓋NiTi/HA試樣表面.雖然,細(xì)胞生長曲線顯示二者對3T3細(xì)胞增殖的影響無顯著差異,但培養(yǎng)6d的NiTi

4、試樣表面細(xì)胞分布明顯不均,有局部團(tuán)聚現(xiàn)象.將NiTi/HA種植體植入白兔股骨,早期顯示較強(qiáng)的骨引導(dǎo)作用,大量骨細(xì)胞直接附著在種植體表面,成骨轉(zhuǎn)換異?；钴S.15周后形成有效的骨性結(jié)合界面.而同期NiTi則為間接界面,種植體與骨組織間有纖維結(jié)締組織介入,易于開裂,新骨生長速度明顯滯后.26周后,兩種種植體在皮質(zhì)骨內(nèi)形成幾乎相同的骨接觸界面.但髓腔內(nèi),NiTi/HA與骨結(jié)合緊密,NiTi界面新骨殘破、脫落,仍然存在嚴(yán)重的界面開裂現(xiàn)象.植入53