NiTi合金生物活性表面工程的研究

摘要

由近等原子比组成的NiTi形状记忆合金具有独特的性能:形状记忆效应和超弹性.这些性能使其成为最有应用前景的金属生物医学材料之一.众所周知,Ni离子对人体有害,含量较高时会致癌.NiTi形状记忆合金中有近50at﹪的Ni,所以对其植入后的安全性提出了疑问.而且其表面不具有生物活性,作为硬组织修复材料植入时,不能传导新生骨的形成.为改善NiTi合金的生物安全性,并促进它与骨组织的整合性,该文用化学沉积工艺在NiTI合金表面形成具有生物活性的钙磷修饰层.用AES和XPS研究了酸、碱处理后NiTi合金表面氧化膜的变化,通过对NiTi合金进行表面生物活性处理,使NiTi合金在钙化溶液中生长出具有生物活性的钙磷层.并在模拟体液中进行耐蚀性测试和动物试验,以考察经表面生物活性化处理后NiTi形状记忆合金的生物相容性.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2 NiTi合金的记忆效应和力学性能

1.2.1形状记忆效应

1.2.2 NiTi形状记忆合金

1.3 Ti及其合金的表面生物活性化研究

1.3.1等离子喷涂羟基磷灰石

1.3.2离子注入

1.3.3离子束溅射

1.3.4脉冲激光融覆

1.3.5电结晶法

1.3.6化学法修饰生物活性层

1.4课题的背景

参考文献

第二章NiTi形状记忆合金表面成分和结构

2.1引言

2.2试验材料及设备

2.3试验结果和分析讨论

2.3.1 NiTi合金的显微组织

2.3.2 AES分析

2.3.3XPS分析

2.3.4结果讨论

2.4小结

参考文献

第三章NiTi合金表面预处理工艺的研究

3.1引言

3.2实验原料及实验设备

3.2.1实验材料

3.2.2表面处理工艺

3.3结果分析与讨论

3.3.1酸处理工艺

3.3.2碱处理工艺

3.3.3预钙化工艺的研究

3.3.4预处理对表面氧化膜的影响

3.4小结

参考文献

第四章表面生物活性化工艺及机理的研究

4.1引言

4.2试验材料和方法

4.3试验结果和分析讨论

4.3.1钙化过程中溶液pH值的变化

4.3.2生物活性层的表面形貌

4.3.4表面层的剖面形貌和成分

4.3.5生物活性表面层的结构

4.3.6生物活性层形成的热力学分析

4.3.7生物活性层形成的机理探讨

4.4小结

参考文献

第五章钙磷层对NiTi合金生物相容性的影响

5.1引言

5.2试验方法

5.3结果与分析讨论

5.3.1表面处理对NiTi合金耐蚀性的影响

5.3.2表面处理对Ni离子溶出的影响

5.3.3动物植入试验

5.4小结

参考文献

全文结论

今后的工作设想

近五年发表的论文

致谢