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新型钛铌锆锡合金生物学性能研究

作　者: 王冉
导　师: 高勃
学　校: 第四军医大学
专　业: 口腔临床医学
关键词: 钛合金国家标准生物安全性生物相容性成骨细胞
分类号: R783.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

钛及钛合金以其优越的生物学性能及力学性能已被广泛的应用在了口腔医学领域。但是传统的Ti-6Al-4V,虽然其强度及加工性能优于纯钛,但其耐磨性差,且其含有Al、V这两种对人体有害元素。因此近年来研究开发生物相容性好,低弹性模量的新型钛合金就成为了国内外学者关注的焦点。本课题研究的合金,是由中国科学院沈阳金属研究所新研发的β-钛合金,钛铌锆锡合金(Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn),其具有低弹性模量、高强度、高韧性、高疲劳强度和抗腐蚀性,是一种综合性能良好的生物钛合金。但其生物安全性和生物相容性还有待于研究,以便为临床应用奠定基础。材料的表面是与生物体直接接触的部位,因此材料的表面性能对材料的生物学性能有着直接且重要的影响。本文采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和表面接触角及表面能测量等方法对试样的表面组成以及表面性能进行研究,进而分析其对材料生物学性能的影响。材料的生物学性能包括生物安全性、生物相容性和生物功能性三种性质。三者之间既存在密切的关系,又有所区别。本文根据国家标准以及医药行业标准就材料的生物安全性和生物相容性进行了实验研究,其中生物安全性检测进行了细胞毒性试验、溶血试验、口腔粘膜刺激试验、短期全身毒性试验(经口途径)。生物相容性检测进行了细胞附着动力学实验、细胞的扫描电子显微镜观察实验、附着细胞计数实验、细胞骨架蛋白(actin & vinculin)的免疫组织化学染色实验、碱性磷酸酶活性测试实验。实验结果如下:1、材料表面性能检测:扫描电镜、能谱分析、X射线衍射显示该合金表面由Ti金属、Sn金属、NbTi4以及Nb6Sn5等成分组成;接触角及表面能测试显示该合金与纯钛的表面能没有显著性差异。2、材料的生物安全性检测:细胞毒性试验结果显示该合金无细胞毒性;溶血试验结果显示该合金溶血率为0.2%,符合GB标准规定的溶血率< 5%的标准;口腔粘膜刺激试验结果显示该合金无刺激性;短期全身毒性试验(经口途径)显示该合金无短期全身毒性。3、材料的生物相容性检测:成骨细胞在材料表面的贴附、增殖情况与对照组间无显著性差异;细胞在材料表面伸展良好,粘附牢固,并具有良好的细胞形态及增殖率;骨架蛋白actin、vinculin染色显示细胞在材料表面伸展良好, actin、vinculin表达增强;碱性磷酸酶活性逐渐增加;电子显微镜观察显示细胞与材料间附着良好。通过上述结果可以得到以下结论:1、新型钛铌锆锡合金的表面性能良好,预计对材料生物学性能有积极作用。2、新型钛铌锆锡合金具有良好的生物安全性,满足卡环、支架等口腔表面接触器械的应用要求。3、新型钛铌锆锡合金具有良好的生物相容性。

全文目录

缩略语表  5-6
中文摘要  6-8
英文摘要  8-11
前言及文献回顾  11-29
正文  29-60
  第一部分新型钛铌锆锡合金的表面性能研究  29-37
    1、材料和方法  29-30
    2、实验结果  30-35
    3、讨论  35-36
    4、结论  36-37
  第二部分新型钛铌锆锡合金的生物安全性评价  37-46
    1、实验材料  37-38
    2、实验方法  38-41
    3、实验结果  41-44
    4、讨论  44-45
    5、结论  45-46
  第三部分新型钛铌锆锡合金的生物相容性研究  46-60
    实验一成骨细胞的培养和鉴定  46-49
    实验二新型钛铌锆锡合金表面成骨细胞附着研究  49-53
    实验三新型钛铌锆锡合金表面成骨细胞增殖研究  53-57
    实验四成骨细胞在新型钛铌锆锡合金表面的扫描电子显微镜观察  57-60
小结  60-61
参考文献  61-68
个人简历和研究成果  68-69
致谢  69

新型钛铌锆锡合金生物学性能研究

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