钛铌涂层镍钛记忆合金的生物安全性及生物相容性

摘要

目的 NiTi记忆合金表面分别进行不涂层、Ti涂层和TLNb涂层表面修饰后,对Ni~2+的释放安全性及生物相容性进行分析.方法 将NiTi记忆合金制备成10 mm×10 mm×10 mm立方体,一组采用等离子喷涂技术分别进行Ti涂层和TiNb涂层,另一组仅表面抛光清洗,不进行涂层.经X射线光电子能谱(XPS)测定植入体的表面成分,扫描电镜(SEM)和X射线荧光分析显微镜(XFAM)测定涂层厚度和形态.成年杂种犬18只,随机分为4组,NiTi合金组(无表面喷涂)、Ti涂层组、TiNb涂层组各5只,空白对照组3只.实验组分别于骶棘肌内埋入合金,每只犬每侧植入5枚,共10枚.空白对照组术式相同,只是不植入任何物体即缝合.12个月后处死取材,采用石墨炉原子吸收仪(GFAAS)分别检测心、肝、脾、肺、肾、脑、骨、鼻咽黏膜、血液、肌肉组织中Ni~2+>含量.对植入体周围纤维囊厚度进行显微镜下测量和结构分析,并进行统计学分析.结果 ①涂层表面光滑、平整、均匀,厚度约3.25 μm;②Ti和TiNb涂层可成功屏蔽合金表面Ni元素.NiTi合金组肝、肾组织中Ni~(2+)含量分别是空白组的1.6和2.4倍;Ti涂层组、TiNb涂层组、空白组之间Ni~(2+)含量无显著差异;③组织学观察三组植入体周围肌肉组织发现无明显巨噬细胞和炎性细胞浸润,具有良好的肌肉组织生物相容性;④植入体周围纤维囊厚度定量分析NiTi合金组、Ti涂层组和TiNb涂层组厚度分别为38.8、25.8和26.1 μm,NiTi组对Ti组和TiNb组差异极显著(P<0.01),而Ti组和TiNb组间无显著差异.结论 经Ti或TiNb涂层后的NiTi记忆合金可有效防止金属表面Ni~(2+)释放,提高NiTi合金的生物相容性和安全性.