学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

二氧化钛中空球的制备及生物活性研究

作　者: 李伟
导　师: 肖帆
学　校: 浙江工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: TiO2中空球层层自组装紫外照射细胞培养生物活性
分类号: TB43
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 54次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

钛及其合金具有较高的机械性能和良好的生物相容性,作为种植体材料被广泛应用于人体硬组织的替换与修复等领域。钛金属本身不具备生物活性,需要通过表面改性处理赋予其生物活性,即在其表面覆盖一层二氧化钛薄膜,实现钛基体的活化。二氧化钛层主要通过钛基体表面自身的氧化获得,且多数制备过程中需要经过后续高温处理,这对于基体材料的选择以及处理后二氧化钛薄膜的生物活性都有影响。实现低温下制备晶态二氧化钛薄膜,避免后续高温处理,对保持薄膜的生物活性具有积极的作用。本文采用水解-胶溶法结合层层自组装技术,对纯钛基体进行表面改性,在其表面制备了中空球结构的二氧化钛薄膜。经过不同参数下紫外（UV）照射处理后,通过模拟体液（SBF）浸泡实验评价薄膜诱导羟基磷灰石的沉积能力。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）和傅里叶红外光谱仪（FT-IR）等相关测试手段对改性后薄膜的物相组成、表面形貌、官能团等进行表征与分析。通过薄膜表面成骨细胞培养对薄膜的生物相容性和安全性进行评价。结果发现:1.在90°C下pH为1.02的处理溶液中成功制备了均一性高、分散性好的TiO₂/PS复合微球。利用高温煅烧和溶解挥发两种方法都可以获得表面结构完整的TiO₂中空球,模拟体液浸泡实验结果显示溶解组TiO₂中空球表面的生物活性要好于高温煅烧组。2.紫外照射能够增加TiO₂中空球表面活性Ti-OH基团的数量,提高了TiO₂中空球诱导羟基磷灰石沉积的能力。随着照射时间延长,薄膜的生物活性越好。照射介质对二氧化钛薄膜的生物活性也存在一定的影响。3.经过模拟体液浸泡和表面成骨细胞培养实验后,发现薄膜材料具有较好的羟基磷灰石沉积特性和细胞相容性,表明TiO₂中空球结构薄膜具有良好的生物活性。同时,薄膜材料对成骨细胞的损伤作用并不明显,细胞的生物合成能力良好,说明其生物安全性较好。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-27
  1.1 生物医用材料  11-15
    1.1.1 生物医用钛及其合金  12-13
    1.1.2 羟基磷灰石生物陶瓷  13-14
    1.1.3 纳米二氧化钛  14-15
  1.2 纳米二氧化钛薄膜的制备方法  15-21
    1.2.1 液相制备方法  15-18
    1.2.2 物理制备方法  18-19
    1.2.3 化学气相沉积法  19
    1.2.4 电化学制备方法  19-20
    1.2.5 喷雾热分解沉积制备方法  20
    1.2.6 自组装制备方法  20-21
  1.3 中空球制备与自组装技术  21-24
    1.3.1 模板法  21-23
    1.3.2 自组装法  23-24
  1.4 本课题的研究背景和内容  24-27
    1.4.1 研究内容  25
    1.4.2 主要技术路线  25-26
    1.4.3 研究的创新之处  26-27
第2章二氧化钛中空球的制备  27-42
  2.1 前言  27
  2.2 实验部分  27-33
    2.2.1 无机盐水解法制备TiO_2 纳米溶胶的原理  27-28
    2.2.2 主要实验材料  28-29
    2.2.3 主要仪器设备  29-30
    2.2.4 模拟体液（SBF）配制  30-31
    2.2.5 TiO_2/PS 复合及TiO_2 中空球制备  31-32
    2.2.6 测试与表征方法  32-33
  2.3 结果与分析  33-41
    2.3.1 温度对自组装过程的影响  33-35
    2.3.2 处理溶液pH 对自组装过程的影响  35-37
    2.3.3 TiO_2 中空球的形成与表面形貌  37-39
    2.3.4 TiO_2 中空球的生物活性  39-41
  2.4 本章小结  41-42
第3章二氧化钛中空球生物活性的提高  42-52
  3.1 前言  42
  3.2 实验部分  42-43
    3.2.1 实验材料与设备  42-43
    3.2.2 实验过程  43
  3.3 结果与分析  43-51
    3.3.1 UV 照射对材料物相与表面形貌的影响  43-45
    3.3.2 UV 照射时间对材料生物活性的影响  45-46
    3.3.3 UV 照射介质对材料生物活性的影响  46-51
  3.4 本章小结  51-52
第4章薄膜表面成骨细胞培养  52-66
  4.1 前言  52
  4.2 实验用品  52-54
    4.2.1 主要试剂与原料  52-53
    4.2.2 主要仪器与设备  53
    4.2.3 实验材料分组  53-54
  4.3 实验过程  54-57
    4.3.1 材料制备过程  54
    4.3.2 成骨细胞培养  54-55
    4.3.3 细胞形态观察  55
    4.3.4 细胞增殖情况测定  55
    4.3.5 乳酸脱氢酶LDH 活性检测  55-56
    4.3.6 碱性磷酸酶ALP 活性检测  56
    4.3.7 数据处理及统计分析  56-57
  4.4 结果与分析  57-62
    4.4.1 材料表征  57-58
    4.4.2 细胞形态观察  58-59
    4.4.3 细胞增殖（细胞计数）  59-60
    4.4.4 细胞毒性（LDH 活性检测）  60-61
    4.4.5 细胞生物合成能力（ALP 活性检测）  61-62
  4.5 讨论  62-64
    4.5.1 体外细胞培养法评价材料的生物学性能  62
    4.5.2 材料表面上细胞的黏附、增殖与分化  62-63
    4.5.3 材料的生物相容性  63-64
  4.6 本章小结  64-66
第5章结论与展望  66-68
  5.1 结论  66
  5.2 展望  66-68
参考文献  68-73
致谢  73-74
攻读学位期间参加的科研项目和成果  74

二氧化钛中空球的制备及生物活性研究

内容摘要

全文目录

相似论文