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氧化钛薄膜微图形制备及生物相容性研究

专 业: 材料学
关键词: 氧化钛薄膜 微图形 非平衡磁控溅射 紫外光辐照 血液相容性 内皮细胞
分类号: Q81  TB347
形 态: 共 60 页 约 39,300 个字 约 1.88 M内容
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内容摘要


表面微图形技术通过提高内皮细胞在材料表面的粘附及生长能力,进而改善材料的血液相容性,目前成为生物材料表面改性的一个新的研究热点。

Ti-O薄膜具有良好的血液相容性和潜在的表面内皮细胞化能力,具有应用于与血液相接触的生物医用材料表面改性的潜力。

本文采用激光雕刻法、非平衡磁控溅射沉积方法制备钛和氧化钛薄膜微图形。

利用非平衡磁控溅射沉积方法,通过覆盖掩膜,获得微图形钛和氧化钛薄膜,改变掩膜尺寸,获得不同物理尺寸的表面微图形。

通过控制微图形制备过程中工艺参数,得到亲水/疏水、非晶/晶态的物理化学性质不均一的表面。

采用光学显微镜、扫描电镜、三维表面轮廓仪观察样品表面形貌,X射线衍射仪分析氧化钛薄膜的晶体结构,对微图形钛及氧化钛薄膜进行接触角测试,进而计算得到薄膜的表面能及与生物物质间的界面张力,并研究微图形对其的影响。

结果表明,采用非平衡磁控溅射方法沉积的钛膜具有均匀岛—海结构的三维形貌,空气中退火钛膜转变成金红石相氧化钛薄膜,同时表面形貌产生一定的改变。

钛合金表面激光雕刻的微图形边缘有一些缺陷。

结果表明,表面微图形可以提高薄膜的亲水性,增加薄膜表面能极性分量和色散分量的比值,降低薄膜与生物物质间的界面张力。

对钛合金雕刻前后的表面进行接触角测量,发现在所研究的尺寸范围内50μm~100μm,沟槽对接触角影响较小,网格图形对接触角影响较大。

紫外光辐照锐钛矿结构、锐钛矿和金红石混合结构的氧化钛薄膜,结果表明,紫外光辐照能够诱导氧化钛薄膜的亲水性、亲油性,并且辐照时间越长薄膜亲水性越强,将辐照后的样品在黑暗中放置一段时间后,这种诱导产生的亲水性、亲油性会发生一定程度的减弱,说明紫外光诱导的双亲特性具有一定的可逆性。

对样品进行血小板粘附和内皮细胞培养实验,用光学显微镜与SEM观察血小板和内皮细胞黏附的数量与形态,研究微图形对薄膜血液相容性和内皮细胞化行为的影响。

表面微图形能够提高薄膜的血液相容性,同时还影响内皮细胞的生长、铺展,并对内皮细胞生长起到接触引导作用。

表面具有亲水/疏水、非晶/晶态显微图形的氧化钛薄膜具有良好的血液相容性..……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 绪论
第2章 Ti-O薄膜的制备及表征
第3章 微图形Ti-O薄膜表面形貌及结构分析
第4章 Ti-O薄膜亲水性、表面能及界面张力研究
第5章 微图形Ti-O薄膜血液相容性研究
第6章 微图形Ti-O薄膜内皮细胞化研究
结论
参考文献

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中图分类: > Q81 > 生物科学 > 生物工程学(生物技术)
其他分类: > TB347 > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 功能材料

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