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Shot peening system for medical devices

鈦表面分級多孔微納結構復合工藝

        自19 世紀70 年代,純鈦的“骨整合”現象被Branemark和Schroeder提出之后,純鈦作為植入體在生物醫學的研究和應用受到越來越多的重視。在所有的結構金屬中具有最高的強度重量比,強腐蝕性環境下表現出穩定性,以及其無磁性和無毒性的特征使得純鈦作為植入體具有明顯的優勢。但純鈦植入體生物活性較低,在臨床應用中“骨整合”周期長。

        為提高純鈦表面的生物活性,人們對純鈦表面進行了各種改性處理。 純鈦的表面改性主要由兩個方面出發:(1)改變表面形貌結構;(2)優化表面化學成分。近年來,國內外研究者報道可通過噴丸、酸蝕、堿處理、陽極氧化、微弧氧化及各種沉積技術等方法來提高純鈦與骨的結合能力。研究表明純鈦經表面改性之后能形成具有一定粗糙度的分級多孔形貌特征和銳鈦礦結晶相,其具有更好的生物活性。Young等發現由陽極氧化制備的多孔銳鈦礦或金紅石的生物活性有利于生長磷灰石。

        純鈦表面分級多孔形貌結構有利于成骨細胞分化變異,但成骨細胞增殖能力相比光滑鈦表面卻大大降低了。研究報道可通過改變鈦表面化學成分來提高成骨細胞增殖能力,Tsukimura發現鈦表面的二氧化鈦層加快了細胞的增殖能力。  創新性地提出了一種基于噴丸—酸蝕—陽極氧化的純鈦表面改性復合工藝,通過實驗檢測和分析,得到如下結論:        (1)經噴丸酸蝕處理的SLA樣品表面形貌主要由2~3μm的微米結構和少量100~400nm的納米孔組成;經陽極氧化處理的AO樣品只有20~400nm的納米孔結構;經復合工藝噴丸酸蝕及陽極氧化處理的SLA+AO樣品表面基于SLA形貌結構增加了大量20~200nm的納米孔。        (2)AO和SLA+AO兩組樣品表面富氧并有銳鈦礦結晶相。        

        經噴丸酸蝕及陽極氧化復合工藝處理的SLA+AO樣品表面同時具有分級多孔形貌特征,表面富氧和銳鈦礦結構,這種表面結構使得該復合處理工藝較其它工藝更適合對口腔純鈦植入體進行表面改性。 

 

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