醫(yī)用鎳鈦記憶合金表面磁控濺射制備Zr-C(N)薄膜的研究.pdf

1、本文采用磁控濺射法在醫(yī)用鎳鈦形狀記憶合金（NiTi SMA）試樣表面制備Zr-C（N）薄膜，以期提高其生物相容性。本文先對(duì)NiTi SMA試樣進(jìn)行電化學(xué)拋光預(yù)處理，然后采用JGP450A2型超高真空磁控濺射系統(tǒng)在預(yù)處理過(guò)的NiTi SMA試樣表面制備Zr、ZrC、ZrN和ZrCN四種薄膜，研究其組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)和生物醫(yī)學(xué)性能，并與電化學(xué)拋光過(guò)的NiTi SMA試樣進(jìn)行對(duì)比。 采用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、X

2、射線光電子能譜儀（XPS）等系統(tǒng)研究了試樣的表面組織結(jié)構(gòu)。研究表明：電化學(xué)拋光預(yù)處理使NiTi SMA試樣表面形成了約10nm厚的貧Ni鈍化層；磁控濺射法制備的Zr、ZrC、ZrN和ZrCN薄膜都呈現(xiàn)致密的纖維狀組織，與NiTi SMA基底結(jié)合良好；Zr和ZrN薄膜中出現(xiàn)了少量的ZrO2相，而ZrC和ZrCN薄膜中不含有其它雜質(zhì)相。 劃痕試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，Zr、ZrC、ZrN和ZrCN薄膜與NiTi SMA基底的結(jié)合力分別為60N、

3、41N、40N和43N，都與基底有很好的結(jié)合強(qiáng)度。采用納米硬度儀研究了各種薄膜試樣的納米硬度、載荷和彈性模量與位移之間的關(guān)系。研究表明，磁控濺射法制備的Zr-C（N）薄膜提高了試樣的納米硬度，增強(qiáng)了基底抵抗外載荷的能力，但彈性模量有所增加。 采用接觸角測(cè)量、溶血試驗(yàn)和血小板黏附試驗(yàn)研究了Zr-C（N）薄膜對(duì)NiTi SMA試樣血液相容性的影響。研究發(fā)現(xiàn)：與電化學(xué)拋光過(guò)的NiTi SMA試樣相比，磁控濺射法制備的Zr-C（N）薄膜

4、具有合適的親水性，降低了溶血率，使試樣表面血小板黏附數(shù)量減少，變形程度和團(tuán)聚現(xiàn)象得到抑制，試樣抗凝血能力得到改善，血液相容性得到提高。 采用MTT細(xì)胞毒性試驗(yàn)研究了Zr-C（N）薄膜對(duì)NiTi SMA試樣細(xì)胞相容性的影響。與L929小鼠成纖維細(xì)胞共同培養(yǎng)表明：與電化學(xué)拋光過(guò)的NiTi SMA試樣相比，表面制備了Zr-C（N）薄膜的NiTi SMA試樣的細(xì)胞毒性等級(jí)都為0級(jí)，更有利于細(xì)胞在NiTiSMA試樣表面的黏附和增殖，制備的