桨——开放获取奖励机制
DOI: 10.2240 / azojomo0255

与Nanoholed二氧化钛制备钛阳极氧化层的医学应用

a . Nakahira k .横田和t . Kubo说

版权AD-TECH;被许可方AZoM.com企业有限公司

这是一个偶氮开放获取奖励机制(AZo-OARS) AZo-OARS分布式根据条//www.wireless-io.com/oars.asp它允许无限制的正确使用提供了最初的工作是引用,但仅限于非商业分布和繁殖。

AZojomo (ISSN 1833 - 122 x)体积2007年12月3日

主题

文摘

关键字

介绍

实验的程序

结果与讨论

结论

确认

引用

详细联系方式

文摘

在这项研究中,酸溶液中的阳极氧化钛金属的表面改性进行了开发高性能人工关节。合成条件的影响通过阳极氧化钛的氧化钛层的微观结构是积极检查。因此,阳极氧化的治疗导致钛氧化物层的形成与nanoholes钛和除磷离子掺杂氧化钛层年代许多nanoholes。期望通过这些治疗方法,氧化钛层钛金属具有有利的微观结构与nanoholes和磷离子掺杂的成就较高的生物活性。这些疗法适用于修改不仅钛和其他金属的高性能生物材料。欧洲杯足球竞彩

关键字

nanohole,一个根据地oxidation,t安腾,t安腾o希德、icrostructures,d分析了

介绍

发展先进的生物材料等高性能良好的机械性能,生物活性和生物欧洲杯足球竞彩相容性也想要紧急的人口老龄化不仅在日本,而且在欧洲和美国。此外,是否快速骨形成相关的骨折使骨质疏松症实现与否也很重要的医疗应用程序来维持高生活质量(QOL)为老年人。此外,骨细胞的活动如成骨细胞和破骨细胞可用于生物材料的性能。欧洲杯足球竞彩骨细胞和成骨细胞和破骨细胞需要遵循的粗糙表面作为细胞支架细胞分化[1]。因此,高性能生物材料特殊的多孔结构和表面形态的研究生物材料明显重要的欧洲杯足球竞彩实现快速恢复的早期治疗。的金属植入物如人工关节,作为细胞支架表面处理对改善很重要的生物活性骨细胞并获得osteoconduction等生物活性。由于金属本身没有osteoconduction等生物活性,生物活性陶瓷材料的涂层,如羟磷灰石和钙磷酸盐作为一种表面处理一般进行金属植入人工关节得到osteoconduction和表面粗糙度欧洲杯足球竞彩等[2 - 5]。因此,金属植入物的有用的和简单的表面处理,尤其是钛及其合金,想要为了发展先进的高性能生物材料。欧洲杯足球竞彩

一些年来,各种溶胶-凝胶涂层等表面处理,离子注入、等离子喷涂和化学疗法已被许多研究人员报道对金属(2 - 8)。然而,因为这些溶胶-凝胶涂料、离子注入、等离子喷涂和化学治疗需要复杂的过程和长期治疗,简单和快速的发展对金属的表面处理是必需的。,在磷酸阳极氧化治疗或钙glycerophoshate解决方案进行了表面改性的钛金属人工关节。的阳极氧化钛的治疗在酸的解决方案可能导致合成的钛氧化物层与nanoholes钛显著短时间。钛阳极氧化反应在酸的解决方案,此外,预计磷离子可以同时进行掺杂氧化钛层年代的许多独特的nanoholes引入氧化钛层。预计磷离子的同时掺杂氧化钛层是有效的骨突磷灰石的形成和骨细胞的激活。

在目前的研究中,这些的微观结构氧化钛通过阳极氧化层准备治疗详细调查x射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)。此外,电磷离子状态的调查这些氧化钛层由阳极氧化处理进行了x射线光电子能谱(XPS)其主要目的是澄清钛的合成条件的影响通过阳极氧化钛层的微观结构氧化反应的医学应用。

实验的程序

作为起始材料,钛表(10×10×0.4毫米,Niraco有限公司、日本)的准备。钛板与各种抛光研磨SiC论文和随后与高频和HNO洗3(= 1:3)溶液去除表面的自然氧化层钛。的治疗方法阳极氧化是在0.25米磷酸钛板或0.06米钙glycerophoshate (C3H76P)作为一个电极的直流电压下50 V到350 V 2分钟RT 353 K。阳极氧化反应,钛板是作为阳极和碳棒(= 5毫米直径、长度= 50 mm,东洋碳)作为阴极。阳极和阴极阳极氧化治疗30毫米的距离。产品通过阳极氧化反应在每个电极用乙醇洗净,干在烤箱323 K。

产品的结构组件通过阳极氧化处理决定使用XRD(2500年无线电侦察,Rigaku)测量。Microstructur艾尔特性的产品由扫描电镜观察(日立,s - 4500)与加速电压15千伏。的详细的微观结构进行产品通过TEM(JEOL, JEM2010- - - - - -与加速电压SP)200千伏。评价电动状态P2p阳极氧化处理后样品进行了XPS测量(XPS、JPS9010-MC JOEL)及其深度资料P2pXPS光谱测量与蚀刻的基于“增大化现实”技术治疗1到120分钟。

结果与讨论

获得的样本阳极氧化治疗显示灰色的彩色表面阳极氧化处理后0.25米磷酸或0.06米钙glycerophoshate应用直流电压350 V 2分钟。样品获得通过这些合成条件下阳极氧化处理有独特的多孔结构单向毛孔的直径几百纳米,即nanoholes。这些nanoholes的表面形态被SEM观察详细。图1显示了扫描电镜的观察结果钛阳极氧化处理后样品0.25磷酸和钙glycerophoshate解决方案与350 V 2分钟。样品由阳极氧化磷酸治疗显示许多nanoholes直径几百纳米。然而,样品由阳极氧化治疗钙glycerophoshate解决方案拥有许多nanoholes更均匀的孔隙大小和形态,相比在磷酸阳极氧化处理的样品。的数量和形态nanoholes依赖于类型的电极解决方案在阳极氧化反应。Furthermore f扫描电镜的观察横截面样品(这里没有显示),厚度氧化层5到10μm样品的厚度由阳极氧化处理磷酸和钙glycerophoshate解决方案与350 V 2分钟

(一)(B)

图1所示。SEM观察结果的钛阳极氧化处理后样品(A) 0.25米磷酸和(B)钙glycerophoshate解决方案与350 V (Ca-GP) 2分钟。

图2显示了XRD结果准备的样品在0.25米磷酸阳极氧化治疗与350 V和0.06钙glycerophoshate 2分钟。x射线衍射模式表面一层通过阳极氧化350年V显示广泛的峰值之间2θ= 20°2θ= 30°,确认为锐钛矿相,尽管这些氧化层的结晶度是强烈依赖于阳极氧化处理的解决方案。在glycerophoshate钙溶液中阳极氧化处理,样品显示较高的锐钛矿相结晶度比磷酸阳极氧化处理的样品。更详细的观测样本由TEM的微观结构。TEM观察结果(这里没有显示)表明这些氧化层年代艾德晶粒尺寸年代样品的20 - 50 nm直径由阳极氧化治疗在磷酸和钙glycerophoshate解决方案没有大粒径不同的钛氧化物样品之间由阳极氧化反应在磷酸和钙glycerophoshate解决方案,尽管不同结晶度的氧化钛层拥有磷酸和钙glycerophoshate样品准备的解决方案。

图2。XRD结果样本由阳极氧化处理在0.25米磷酸和0.06米钙glycerophoshate (Ca-GP)与350 V 2分钟。

因此,大小、形态和体积nanoholes合成条件控制阳极氧化处理,如电极的类型、浓度的磷酸溶液中,酸溶液的温度,直流电压(9、10)。XPS的P2p氧化层由阳极氧化治疗在磷酸和钙glycerophoshate解决方案测量的基于“增大化现实”技术的蚀刻1到120分钟。XPS概要文件与腐蚀时间如图3所示。XPS结果表明磷离子掺杂氧化钛层的样品准备的阳极氧化磷酸和钙glycerophoshate解决方案。如果样品由磷酸溶液中阳极氧化,尤其是磷离子表面的氧化层存在P5 +状态,而磷离子层内部P3 +状态。相反,如果样品由glycerophoshate钙溶液中阳极氧化处理的深度资料P5 +P3+不同于在磷酸溶液。这两个P5 +P3+同样掺杂入氧化钛阳极氧化层的磷酸溶液。结果显示在图3中,磷离子的XPS蚀刻60分钟后减少了氧化钛阳极氧化层的钙glycerophoshate解决方案,而磷离子的资料仍在确认后120分钟的蚀刻氧化钛阳极氧化层的磷酸的解决方案。因此,磷离子氧化钛层的阳极氧化反应在钙glycerophoshate解决方案没有掺杂,而通过阳极氧化磷酸。深处的一个原因在这些不同的概要文件磷离子被认为是由于磷酸的浓度和钙glycerophoshate解决方案,磷酸的解决方案是集中的四倍作为钙glycerophoshate解决方案在阳极氧化处理。

图3。XPS的P2p氧化层由阳极氧化治疗在磷酸和钙glycerophoshate解决方案(Ca-GP) Ar蚀刻1到120分钟。

T这些结果表明,许多独特nanoholes成功同时生成的氧化钛层和磷离子掺杂氧化钛层年代到在磷酸阳极氧化治疗或钙glycerophoshate解决方案,导致简单和快速治疗的表面改性钛用于医疗用途。这一研究获得的这些材料的生物活性正在调查使用SBF欧洲杯足球竞彩浸泡测试。

结论

在这里,在磷酸阳极氧化治疗或钙glycerophoshate解决方案进行了表面改性的钛金属人工关节。SEM观察结果表明厚度氧化层5到10μm样品的厚度由阳极氧化治疗2分钟与350 V两种解决方案样品由阳极氧化磷酸治疗显示许多nanoholes直径数百纳米,而样本由阳极氧化治疗钙glycerophoshate解决方案拥有许多nanoholes更均匀的孔隙大小和形态。这些氧化层年代艾德晶粒尺寸年代20 - 50 nm直径的两个样本由阳极氧化治疗在磷酸和钙glycerophoshate解决方案从XPS结果、磷离子掺杂的氧化钛层的样品准备的阳极氧化磷酸和钙glycerophoshate解决方案。这些粗糙表面含有nanoholes和掺杂磷离子将有用的作为细胞支架坚持细胞分化的成就,导致生物活性钛表面改性的钛氧化物的阳极氧化处理。

确认

作者要感谢NSERC,加拿大金融支持这项工作。

引用

1。b . Kasemo“生物材料和Inplant表面:表面科学方法”,实习生。欧洲杯线上买球J口头& Maxxillofacials植入物,3(1988)247 - 259。

2。j·l·温南德Delplanancke和r .“Galvanotic Titanium-I阳极处理,阳极电影”的结构和成分,Electrochimica.Acta,11(1988)1539 - 1549。

3所示。j . Pouilleau d . Devillers f·加里多Durand-Vidal和e·马希“被动氧化钛薄膜的结构和Composiotion”,板牙。科学。,和Eng.,B47(1997)235 - 243。

4所示。j . p . Schreckenbach g . Mark f . Schlottig m .文本和北达科他州斯宾塞”,阳极Spark-Converted钛表面的生物医学应用程序的特征,j .板牙。科学。,米一个ters. in Med.,10(1999)453 - 457。

一个。Cigada、m·卡布里尼和p . Pedeferri“增加Ti6Al4V合金的耐蚀性高厚度阳极氧化”,j .板牙。科学。,米一个ters. in Med.,3(1992)408 - 412。

5。Nakahira, k . Sakamoto山口,m . Kaneno武田m .冈崎羟磷灰石胡须的新型合成方法水解混合物的磷酸Alpha-Tricalcium H2O和有机溶剂”,j。陶瓷。Soc。82年(1999)2029 - 32。

6。Nakahirak .江评价icrostructure和年代渗出性中耳炎Properties的Hydroxyapatite / TiComposites”,j . Res陶瓷处理。2(2001)1 - 7。

7所示。Nakahira f .西村,加藤,岩田聪武田,绿色制造的多孔陶瓷使用水性电泳沉积过程”,j。陶瓷。Soc。86年(2003)1230 - 32。

8。K。K,T。久保一个。Nakahira”,描述和TiO的一些性质2在“透明国际”年代urface阳极处理的酸年代解决,电力、水、蒸汽和水解决方案的进步科学。Maruzen,技术。东京,2005年,390 - 394。

一个。Nakahira, T。Konishi, K. Yokota, T. Honma, N. Umesaki, H. Aritani and K. Tanaka, “TiO的合成和表征2D开与P国家统计局,一个根据地Oxidation的T安腾在一个cid年代解决”,j .陶瓷。Soc。日本的114年(2006)46-50。

详细联系方式

答:Nakahira和t . Kubo说

大阪府立大学
1 - 1 Gakuencho,酒井法子599 - 8531
日本

电子邮件:(电子邮件保护)

k .横田

京都机构技术赵舒
Sakyo-ku京都606 - 8585
日本

这篇文章也发表在“技术进步欧洲杯足球竞彩材料和材料加工杂志,9(1)(2007)41-44”。

告诉我们你的想法

你有检查、更新或任何你想添加这篇文章?

离开你的反馈
你的评论类型
提交