采用噴砂酸蝕(SA)和多巴胺涂層技術對醫用鈦合金表面進行改性,探討不同處理表面的形貌、結構和性能,為SA處理表面的性能優化提供理論依據。材料與方法:采用36#、60#、100#的A1203在等同條件下噴砂(S),18%HCl和48%H2804酸蝕(A)處理醫用鈦合會表面。掃描電子顯微鏡(SEM)、三圍輪廓儀、接觸角(CA)測定儀、多功能電子能譜儀(XPS)和X射線衍射儀(XRD)檢測表面形貌結構;電化學方法檢測樣品在模擬體液(SBF)中的腐蝕行為;用MTT、免疫熒光及掃描電鏡觀測3T3-El成骨細胞的增殖和黏附。對于最佳處理后的鈦合金(60#SA組)采用多巴胺進行涂層(PDA),檢測涂層的理化性能和細胞相容性。結果與結論:
1)表面形貌結構表征:使用不同粒徑氧化鋁噴砂處理后的醫用鈦合金表面獲得了10μm-50μm直徑大小的一級孔洞,酸蝕形成了二級孔洞;隨著A1203粒徑的增大,醫用鈦合金表面粗糙度依次增大,但是酸蝕處理對醫用鈦合金表面粗糙度未見明顯影響(P>0.05);水接觸角在對照組表面為72°,SA表面為100°-110°;SA處理后表面鈦元素和氧元素含量增多,獲得了穩定的氧化膜。
2)電化學腐蝕行為檢測:S處理后醫用鈦合金的腐蝕電位增大,耐腐蝕性增強;但酸蝕處理后,腐蝕電位相對減小,耐腐蝕性減弱,但比對照組耐腐蝕性強。對照組、S處理組和SA處理組腐蝕電流密度依次增大,腐蝕速度加快。高溫加熱處理(60#SA組)后,腐蝕電位明顯增大(P<0.05),腐蝕電流密度減小,表明高溫加熱處理增強醫用鈦合金的耐腐蝕性。
3)細胞相容性檢測:與對照組相比,SA處理后細胞的黏附和增殖明顯增強(P<0.05),60#噴砂酸蝕處理組(粗糙度為3.77±0.23μm)1d的細胞增值率達到了147%,細胞的黏附也比其它各組顯著(P<0.05)。4)PDA涂層性能檢測:PDA均勻覆蓋了60#噴砂酸蝕的醫用鈦合金表面,其形貌和粗糙度未見明顯改變(P>0.05),水接觸角增加,細胞相容性相應增加。