第十三届全国表面工程大会暨第十二届全国青年表面工程论坛

215 / 2020-09-20 22:45:48

Mg/Ag离子顺序注入TiN包覆的医用Ti-6Al-4V合金的体外细胞粘附和抗菌性影响

等离子体浸没离子注入；Mg/Ag离子顺序注入；成骨性能；抗菌性能

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摘要：在生物医用金属材料中，钛及其合金由于其良好的延展性,抗疲劳性，生物相容性，及无细胞毒性等优点，成为骨科，牙科和整形外科的优良种植材料，具有广阔的发展前景。但其在生理环境中的耐腐蚀性和耐磨性较差。且钛本身不具有抗菌性能，植入物易发生细菌感染甚至植入失败。因此，为解决上述问题，本研究采用等离子浸没离子注入法（PIII），将Mg和Ag两种离子以不同的顺序注入TiN表面，包括Mg/Ag二元离子共注入（Mg/Ag-TiN）、先注 Mg 后注 Ag （Mg-Ag-TiN）和先注 Ag 后注 Mg（Ag-Mg-TiN），研究不同注入顺序对材料的力学性能、成骨性能和抗菌性能的影响，以及它们之间的内在联系。采用X射线光电子能谱（XPS）测定样品的化学状态和组成。利用纳米压头XP系统对不同试样的硬度、弹性模量和划痕进行了测试。并在模拟体液条件下测试了材料的耐腐蚀性能及离子析出含量。用MC3T3-E1细胞、rBMSCs细胞、牛血清白蛋白(BSA)和大肠杆菌体外评价其生物相容性和抗菌性能。结果表明，Mg/Ag二元离子共注入（Mg/Ag-TiN）具有最强的硬度和结合能，最高的蛋白质吸附能力，最佳的细胞粘附和扩散活性，以及最优的抗菌性能。理想的增殖和抗菌活性，使其在骨科材料中具有很大的应用前景将能有效扩展钛及钛合金材料在医学领域的应用范围。