醫(yī)用NiTi形狀記憶合金的化學(xué)法表面改性研究.pdf

1、本文對(duì)醫(yī)用NiTi形狀記憶合金(SMA)進(jìn)行了低溫化學(xué)氧化、堿液活化等化學(xué)方法表面改性研究，并提出了低溫化學(xué)氧化一堿液活化的復(fù)合活化新技術(shù)，通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、X射線光電子能譜儀(XPS)及Fourier變換紅外吸收光譜儀(FTIR)等系統(tǒng)研究了表面改性對(duì)NiTi SMA的表面組織結(jié)構(gòu)的影響，并通過(guò)模擬體液(SBF)浸泡實(shí)驗(yàn)、溶血實(shí)驗(yàn)及細(xì)胞相容性實(shí)驗(yàn)等評(píng)價(jià)了表面改性后NiTi SMA的醫(yī)學(xué)性能，研究表明

2、： 經(jīng)過(guò)H<,2>O<,2>水溶液低溫化學(xué)氧化表面改性處理后試樣表面Ni含量顯著降低，殘余Ni仍以NiTi金屬間化合物態(tài)存在，表面形成了以低結(jié)晶度的金紅石和銳鈦礦結(jié)構(gòu)的TiO<,2>相為主的氧化層，且富含Ti-OH，這對(duì)改善NiTi SMA的生物相容性是有益的。氧化動(dòng)力學(xué)初步研究表明在低溫化學(xué)氧化過(guò)程中，NiTi SMA的質(zhì)量變化受到溫度與H<,2>O<,2>水溶液濃度的協(xié)同作用。 化學(xué)拋光過(guò)的NiTi SMA經(jīng)NaOH

3、堿液直接處理后，其表面形成了低結(jié)晶度的生物活性鈦酸鈉(Na<,2>TiO<,3>)水凝膠層。試樣表面Ni含量下降，出現(xiàn)了少量的Ni<,2>O<,3>相。O，Ni，Ti和Na元素在試樣表面深度方向上的含量分布曲線顯示鈦酸鈉生物活性層與NiTi基體間具有平滑的梯度界面結(jié)構(gòu)，這有利于提高其界面結(jié)合強(qiáng)度。該研究表明通過(guò)堿液活化處理可以獲得具有梯度化表面結(jié)構(gòu)的理想的生物活性NiTi SMA。 通過(guò)H<,2>O<,2>低溫化學(xué)氧化復(fù)合堿液活

4、化技術(shù)對(duì)NiTi SMA進(jìn)行復(fù)合活化處理，試樣表面生成了生物活性的鈦酸鈉/二氧化鈦復(fù)合水凝膠層。與堿液直接活化處理相比，復(fù)合活化處理可使試樣表面的Ni含量更低，且Ti-OH基團(tuán)顯著增加，同時(shí)也減少了Ni<,2>O<,3>和Na<,2>TiO<,3>的含量。模擬體液浸泡實(shí)驗(yàn)表明在堿液活化前對(duì)試樣進(jìn)行H<,2>O<,2>低溫化學(xué)氧化預(yù)處理可進(jìn)一步提高NiTiSMA的表面活性，縮短SBF中磷灰石在其表面形核的孕育期，短期內(nèi)即可在復(fù)合活化處理過(guò)