微弧氧化技術(shù)制備鈦合金抗菌涂層的研究.pdf

1、鈦及鈦合金以其杰出的生物相容性、優(yōu)良的綜合生物力學(xué)性能和出色的耐腐蝕性能，已成為制造牙種植體等人體硬組織替代物的首選生物材料，目前在臨床上廣泛應(yīng)用。在醫(yī)用鈦合金材料的應(yīng)用中，術(shù)后感染仍然是最常見(jiàn)和嚴(yán)重的并發(fā)癥之一。細(xì)菌在生物材料表面的粘附、繁殖并形成細(xì)菌生物膜是引發(fā)此類并發(fā)癥的主要原因。鈦及鈦合金本身并無(wú)抑菌功能，因此對(duì)其表面改性，賦予其抗菌性能具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　銀離子抗菌劑具備廣譜高效殺菌能力，無(wú)耐藥性，毒副作用低;

2、微弧氧化技術(shù)可獲得生物活性好、綜合力學(xué)性能優(yōu)的涂層。兩者相結(jié)合，可在提高純鈦生物活性的基礎(chǔ)上獲得有較強(qiáng)結(jié)合力的抗菌涂層。
　　為降低生產(chǎn)成本、簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，在不改變電解液配方的情況下，實(shí)驗(yàn)采用預(yù)涂層微弧氧化技術(shù)。首先在純鈦樣品表面制備預(yù)涂層，利用銀鹽的光分解特性實(shí)現(xiàn)銀在預(yù)涂層中的物理附著，再將其在活性電解液中進(jìn)行微弧氧化處理，即得到具有較高銀含量的活性抗菌涂層。實(shí)驗(yàn)分別采用納米管陽(yáng)極氧化(NT)和低電壓微弧氧化(MAO250)技術(shù)

3、制備出兩種預(yù)涂層，利用SEM和EDS對(duì)比分析了兩種涂層的形貌和載銀量等性能，并進(jìn)一步評(píng)價(jià)了由預(yù)涂層制備的載銀微弧氧化涂層(NT-Ag-MAO和MAO250-Ag-MAO)的微觀形貌、Ca/P比、載銀量和相組成等，確定了納米管NT涂層作為預(yù)涂層，并確定了合適的載銀和微弧氧化處理工藝。同時(shí)利用AFM、ICP-AES、XPS、SEM以及自動(dòng)聲信號(hào)劃痕儀、細(xì)胞抗菌實(shí)驗(yàn)對(duì)載銀微弧氧化涂層的表面粗糙度、銀離子釋放行為、銀元素存在狀態(tài)、膜基結(jié)合力和抗

4、菌性能等進(jìn)行了表征。
　　測(cè)試結(jié)果顯示，納米管NT涂層具有更高的表面能，在同樣條件下的載銀量更高，在其基礎(chǔ)上制備的NT-Ag-MAO涂層含銀量更高，且可通過(guò)調(diào)節(jié)銀鹽浸泡液濃度和浸泡時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)載銀量的可控，更適于作為預(yù)涂層;預(yù)涂層載銀處理不影響Ca、P元素進(jìn)入微弧氧化涂層，Ca、P質(zhì)量達(dá)10wt％左右，涂層具有較高的潛在生物活性;由該預(yù)涂層獲得的NT-Ag-MAO涂層膜基結(jié)合強(qiáng)度與普通微弧氧化涂層相當(dāng);對(duì)金黃色葡萄球菌的體外抗菌實(shí)驗(yàn)