微弧氧化處理的鈦鈮鋯錫合金理化性能和生物安全性研究.pdf

1、鈦和鈦合金由于具有良好的理化性能和極佳的生物相容性已經廣泛應用于口腔醫(yī)學領域，但由于其彈性模量較大，遠大于牙體組織和骨組織，人們開始著眼于研制彈性模量更低的鈦合金。Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn合金是一種新型的β-鈦合金，具有較低的彈性模量，同時強度較高，適于做骨植入材料。同時，鈦和鈦合金生物活性較差，與骨結合強度較低，在生理條件下易造成金屬離子析出，解決這個問題的一個方法是對其進行表面改性。本研究采用微弧氧化技術對該合金進行表面改

2、性，并檢測其理化性能、評價其生物安全性，探討微弧氧化改性的效果。
　　研究目的
　　通過檢測經微弧氧化處理的鈦鈮鋯錫合金的理化性能并評價其生物安全性，探討其應用于臨床的可能性并為其今后在臨床的應用提供實驗依據(jù)。
　　研究方法
　　1.以不同電壓和頻率對試件進行微弧氧化處理，用掃描電鏡觀察其表面形貌，檢測氧化膜的厚度，評價電壓和頻率對結果的影響并選擇合適的氧化電壓和脈沖頻率；
　　2.使用能譜分析儀、X射線衍

3、射儀、接觸角測量儀、粗糙度儀、顯微硬度計和涂層附著力自動劃痕儀，檢測經微弧氧化處理后鈦鈮鋯錫合金的元素組成、晶相結構、表面能、表面粗糙度、顯微硬度和膜層結合力；
　　3.根據(jù)國際標準和醫(yī)藥行業(yè)標準，通過細胞毒性實驗、溶血實驗、口腔粘膜刺激實驗以及短期全身毒性實驗評價其生物安全性。
　　研究結果
　　1.經微弧氧化處理后的鈦鈮鋯錫合金表面形成了一層灰綠色的氧化膜，表面均勻分布著直徑1～5μm左右的微孔，呈現(xiàn)粗糙多孔的表面

4、形貌，孔徑和氧化膜厚度隨電壓增大而增大。
　　2.氧化膜由Ti,O，Ca,P，Zr，Nb，Sn7種元素組成，二氧化鈦的相位結構為金紅石相和銳鈦礦相，膜的顯微硬度為414±1.67HV，表面粗糙度1.175±0.196μm，與基體的結合力為32±1.21N，表面能62.9mJ/m2，微弧氧化提高了材料的表面能和粗糙度。
　　3.細胞毒性實驗結果顯示經微弧氧化處理的鈦鈮鋯錫合金無細胞毒性，溶血實驗結果顯示其溶血率小于5％，具有良