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《浙江大学》 2004年
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含氟羟基磷灰石薄膜特性及其生物相容性研究

赵彬  
【摘要】: 生物活性羟基磷灰石薄膜(Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2,HA)广泛地应用于钛合金硬组织种植体表面改性,临床应用发现HA薄膜具有很好的生物相容性,但是HA薄膜在体内溶解速度有时可能会过快,引起种植体在体内失效,因此,HA薄膜长效性方面有待于提高。 前期研究工作初步显示HA中掺入氟形成含氟羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_(2-x)F_x,FHA)后,薄膜的溶解性可以降低,同时物活性又能很好地保持着。此结果对提高钛合金植入体表面上薄膜长效性有着重要的意义。 本论文采用溶胶凝胶法在钛合金基板上制备FHA薄膜,进一步研究了薄膜的生物活性和溶解性:另外还首先通过细胞浸泡培养实验考察薄膜的细胞相容性以及薄膜中氟的影响,较为全面地评价了FHA薄膜生物特性。 在实验中运用XRD、XPS、SEM、SIMS、SEM等技术对薄膜的相组成、表面形貌、氟含量以及氟分布进行了分析和研究。用模拟体液(SBF)浸泡表征FHA薄膜的生物活性程度,用磷酸缓冲溶液(CPBS)浸泡实验测量薄膜的溶解性。在体外细胞相容性的研究中,用HA薄膜为对照,通过定时细胞的计数测定了细胞生长曲线,用流式细胞仪法测定了细胞周期,用MTT比色法分析薄膜浸提液的细胞毒性。 本论文中获得的具体结果如下: 随着先驱体涂膜液中氟含量的增加,所形成的薄膜形貌从表面存在有很多圆孔的缺陷转变为表面平整,最后表面出现微孔。薄膜表面的氟含量随着先驱体涂膜液中氟含量增加而增加。其氟在FHA薄膜中的分布为内外相同,但在经五次涂膜的FHA薄膜中,靠近基板附近氟含量有所增加。在薄膜中氟含量外低内高,非常有利于薄膜最大程度地发挥其生物活性、低溶解性和高附着性特性。 FHA薄膜SBF浸泡实验结果表明:随着薄膜中氟含量的增加,薄膜表面上羟 浙江大学硕士学往论文 基磷灰石沉积层越来越均匀,沉积方式由岛状向层状转变,说明生物活性随之增 加。FHA薄膜CPBS浸泡实验结果表明:随着薄膜中氟含量的增加,有更小的溶 解性。上述的实验结果进一步验证了FHA薄膜具有良好的生物活性和低溶解性, 从物理化学变化角度上来讲,FHA薄膜非常适合于用作金属种植体表面的高品质 生物活性薄膜。 通过MTT法,流式细胞仪测定细胞周期,以及细胞生长曲线的测定,分析研 究了FHA薄膜材料对成骨细胞增殖生长的影响以及材料的浸提液对细胞增殖的 影响,通过细胞相对增殖活性的测定对FHA薄膜进行毒性评级。FHA薄膜的毒 性级别为O级或1级,可以认为不表现毒性。进一步实验结果显示,氟的存在非 但没有影响到成骨细胞的贴壁增殖生长,反而一定程度上诱导骨细胞的贴壁生长。 使得成骨细胞表现出更好的增殖活性。 本工作中获得的FHA薄膜具有理想氟分布,良好的物理化学性能和良好的生 物相容性。因此,本论文工作结果无论是在理论上还是在实际应用中,都有一定 的指导意义。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB43

【引证文献】
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