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《西南交通大学》 2006年
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离子注入钛氧薄膜的血液相容性研究

周红芳  
【摘要】:改善心血管系统生物材料的抗凝血性能是国内外生物材料研究领域的重大课题。材料血液相容性跟其表面亲疏水性、表面能、表面荷电性、及表面化学基团等相关。因此,表面工程被视为改善材料抗凝血性能的重要方向,深入了解材料表面与血液之间界面作用行为和建立抗凝血表面改性机制的认识是研究者的重要任务。研究证明TiO_(2-x)、H、P、Ta、Nb等一系列的Ti-O薄膜材料具有优异的抗凝血性能,而该类材料的共同特征是宽禁带的n型半导体。本论文在此基础上对磷掺杂Ti-O薄膜进行抗凝血性能优化,探讨不同掺杂对血液相容性的影响,进一步揭示无机薄膜的抗凝血机理,并指导抗凝血无机薄膜的设计。 在磁控溅射技术得到TiO_2薄膜的基础上,注入磷、铝等离子,进行真空退火调整其抗凝血性能。采用X射线衍射分析基底薄膜晶体结构;采用卢瑟福背散射技术分析注入离子在基底薄膜中的分布状况及计算掺杂效果;采用X射线光电子能谱分析薄膜的表面及内部成分之间的化学键合状态;方块电阻实验用以表征薄膜在离子注入后的导电性变化,接触角实验用以表征薄膜的浸润性及计算薄膜的表面能;通过系统评价掺杂薄膜的抗凝血性能,针对抗凝血机理进行了深入的研究。 研究发现,随着退火温度的升高,磷离子开始活化,电导率增加。磷离子在800℃退火后P分布均匀,实现磷掺杂,薄膜抗凝血性能得到改善。磷离子在薄膜中的重分布引起表面氧吸附的改变,亲水性突然增强,表面能极性分量比例增加,碱性分量增大。 磷、铝掺杂的Ti-O薄膜在与血液的相互作用中有截然不同的表现。磷掺杂的Ti-O薄膜表面纤维蛋白原的吸附量少,构象变化程度小,对血小板的黏附、激活很小,不激活凝血因子;而铝掺杂的Ti-O薄膜表面纤维蛋白原的吸
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