钛表面的化学/水热复合法修饰及其生物相容性评价

当钛及钛合金用作与人体骨骼直接结合的体内长期植入材料时，必须提高其骨诱导性，而用作骨夹板、骨螺钉等治愈后要移出的植入物时，则必须抑制其骨形成能。日本关西大学研究人员采用化学/水热复合法在钛基体表面合成了不同类型的修饰膜，并对其生物活性、与基体的结合状态等进行了研究。

首先用H2O2/HNO3水溶液对钛表面进行化学处理，得到非常均匀的TiO2膜，称为TiO2凝胶膜。然后以此为前驱体，在其表面分别制备生物活性膜以及无生物活性膜。生物活性膜的制备是将经化学处理的试样首先分别浸渍在NH3水溶液、Ca(OH)2水溶液中，再在自动反应釜中于453 K 下水热处理12 h，钛基体表面分别生成TiO2膜、CaTiO3膜。将这种膜在大气中于673 K 下热处理，未见新相出现，其XRD峰的半高宽也未变大，可见这种化学/水热复合法可在低温下合成结晶度高的稳定氧化物单相膜。

无生物活性膜的制备是以ZrCl2O·8H2O 为原料，合成Zr(OH)4凝胶或溶液，然后分散在NH3/CH3CH(OH)COOH 溶液中进行水热处理，使生成含ZrO2的TiO2。对未经修饰的钛基体试样、经化学法修饰的Ti-TiO2试样以及再经水热法修饰的Ti-TiO2-ZrO2试样进行细胞结合和增殖试验，结果表明，试样表面粗糙度对试验结果有极强的影响，以致化学成分和结构的影响无法得知。而在模拟体液中的浸渍试验表明，TiO2膜上析出了HAP，而TiO2-ZrO2膜上无任何析出物。在老鼠体内的胫骨中植入棒材(φ2 mm×5 mm)，2 周后的观察表明，具有TiO2膜的材料，与皮质骨的接触率大，界面呈结合状态;而具有TiO2-ZrO2膜的材料，其与皮质骨的接触率小，界面是剥离状态。可见，采用化学/水热复合法可以在钛表面制备出能够控制表面骨传导及骨/植入物结合强度的氧化膜。吴全兴译自《チタン》