钛合金材料在医学领域的应用及其表面改性处理方法

钛合金材料在医学领域的应用及其表面改性处理方法

钛合金材料凭借其优异的综合性能，在医用植入器械领域得到了广泛应用。然而，由于其惰性特性，钛金属材料本身不具备生物活性，与骨组织之间难以形成强有力的化学骨性结合。为解决这一问题，研究人员对钛金属及钛合金进行了表面改性处理，以提高其与骨组织的界面融合能力，并改善其抑菌性。本文将详细介绍钛合金材料在医学领域的应用及其表面改性处理方法。

钛合金材料在医用植入器械领域获得了广泛的应用，如接骨产品、脊柱矫形内固定系统、牙种植体、人工关节、人工心脏瓣膜、介入性心血管支架等。但是，钛金属材料由于其惰性原因，本身不具备生物活性，作为植入体与骨组织之间不能形成强有力的化学骨性结合，长期使用后会存在松动现象；
另外在植入过程中，植入体可能带入周围环境的细菌，从而引发骨髓炎等术后感染。为提高植入体与骨组织之间的界面融合，并改善植入体的抑菌性，对钛金属及钛合金进行表面改性成为植入材料当前的研究热点之一。国内对骨科钛植入器械的表面处理尚未能很好地满足临床应用要求，耐磨耐蚀性能差、产品的工艺稳定性和重复性差、表面膜褪色、生物相容性差都是存在的普遍问题。

1. 将钛合金接骨板采用H2O2水溶液清洗35-40分钟，去除表面杂质；
2. 清洗后的钛合金接骨板用体积比HF：HNO3＝2：15的混合液活化处理10分钟，其中HF的质量百分浓度为55％，HNO3的质量百分浓度为25％；
3. 在活化处理后的钛合金接骨板表面涂覆硅粉300μm；
4. 将涂覆好硅粉的钛合金接骨板放入可控气氛加热炉进行表面改性处理，气氛为循环氮氧混合气体，其中氮气和氧气的体积比为：氮气50％，氧气50％，处理温度为1100℃，处理时间为3小时，这时在钛合金接骨板的表面形成一层钛硅涂层；
5. 将处理后的钛合金接骨板进行磨光处理，得到表面平整、均匀光滑、耐蚀性高、生物相容性好的钛合金接骨板。

医用钛合金材料进行改性处理，可在医用钛合金材料表面形成较厚的、均匀致密、结合良好、化学稳定的氧化钛薄膜改性层，同时，这种钛合金材料生产方法不产生废液、废渣，成本较低，低碳环保，耐磨耐蚀性能得到显著改善，具有良好的生物相容性。

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