激光刻蚀和阳极氧化对纯钛植入体表面性能的影响

• 作者: 赵梓贺 万熠 于明志 张晓 王宏卫 宋章仪
• 来源期刊: 中国表面工程
• 关键词: 钛植入体 激光刻蚀 阳极氧化 微纳米结构 羟基磷灰石 生物活性
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 表面工程研究|Surface Engineering Research
• 页码范围: 29-36
• 页数: 8页
• 分类号: TG146|R318
• 语种: 中文
• DOI: 10.11933/j.issn.1007-9289.20201109001

摘要

钛本身为生物惰性材料,为了提高钛植入体的生物活性,制备出兼具微米级结构和纳米级结构的表面,发挥微纳米双级结构的协同效应.采用纳秒激光刻蚀出微沟槽结构并在其表面进行阳极氧化,在钛表面制备了一种有序的微沟槽-TiO2纳米管复合结构.对各组不同表面结构的试件的表面形貌、粗糙度、亲水性、物相组成等进行表征.应用生物矿化试验对不同组试件的生物活性进行评价.与抛光表面相比,微纳米复合结构的表面粗糙度从0.281 μm增加到7.297 μm,表面接触角从73.1°减小到32.1°,亲水性显著提高.XRD图谱显示,阳极氧化后经热处理的表面出现了锐钛矿(2θ= 26°)的特征峰,表明TiO2由无定型转变为锐钛矿型.此外,与抛光表面和单一微/纳米结构表面相比,微纳组表面在模拟体液中浸泡14 d后沉积的羟基磷灰石层更致密.采用激光刻蚀与阳极氧化制备的微纳复合结构可以显著提高钛表面的粗糙度和亲水性,且具有更加优异的生物活性.此研究为在钛植入体表面构建规则的微纳米结构以改善生物活性提供了一种有效的方法.