不同波长紫外线激发微弧氧化纯钛表面光催化作用的体外生物活性研究

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1、南方医科大学2009级硕士学位论文不同波长紫外线激发微弧氧化纯钛表面光催化作用的体外生物活性研究Thevitroinvestigationofbioactivityofdifferentwave—lenthultravioletlight-treatedphotofunctionalizationofmicro—arcoxidationtitanium课题来源：国家自然科学基金(81170998)专业名称口腔临床医学学位申请人指导教师答辩委员会主席高岩周磊教授王慧明答辩委员会成员徐欣赵建江徐世同宋光保论文评阅人曾融生邓飞龙2012年05月15日广州硕士学位论文IIII

2、IIIIIIIIfllfIIIY2257165不同波长紫外线激发微弧氧化纯钛表面光催化作用的体外生物活性研究硕士研究生：高岩指导老师：周磊教授摘要研究背景纯钛因其良好的物理和机械特性以及高度的生物相容性被广泛应用于口腔种植领域。种植牙因为美观、舒适，并能很好的恢复咀嚼功能，作为人类的第三副牙齿，近年来被广泛接受。随着社会老龄化的发展，种植牙将面临更大的挑战。自1969年瑞典骨科学家Branemark提出“骨整合’’(Osseointegration)以来，大量的学者对种植体的表面改性展开深入研究。微弧氧化(MAO)即放电阳极氧化，或称微等离子体氧化(MPO)，是一种在

3、金属表面沉积陶瓷涂层的新型阳极氧化技术。上世纪90年代末期利用微弧氧化技术对纯钛进行表面处理成为热点。近年来，微弧氧化技术应用于种植体表面处理已被证实具有很好的生物相容性和骨传导性，利于成骨细胞的粘附生长，与机械抛光纯钛相比具有更好的骨整合能力。据文献报道，目前的种植体在形成早期骨整合后与周围骨结合面积只有(45±16)％，最多50％-75％，经MAO处理后早期种植体的骨一种植体接触(BIC)也只有(49-J：12)％，远远低于100％。因此微弧氧化处理的种植体表面活性有待进一步提高，使其更有利于早期种植体周围新骨的形成，从而提高种植体成功率。早在1972年，Fuji

4、shima报道了在光电池中受辐射的二氧化钛(Ti02)可产生光催化作用。光催化作用可以使Ti02氧化膜可以产生超亲水性的表面，这一摘要现象在1997年被Wang等证实。这种超亲水性的产生是由于改变了钛表面亲水相的结构，目前具体机制有二：一是紫外线照射后通过在表面桥接位点产生氧空穴改变Ti02表面分子结构，使得Ti4+位点转化为Ti”位点，此位点容易吸附空气中解离的水形成化学吸附水(含有大量活性羟基)；二是通过Ti02的光催化作用降解表面的碳氢化合物等污染，从而使表面润湿性增强。材料表面的亲水性是表面能具有代表性的标志，目前大部分学者认为增加材料表面亲水性会增加其表面能

5、，并在一定程度上具有增加蛋白质吸附的能力，从而有利于细胞与材料的的进一步反应。Ti02光催化机理普遍认为：Ti02是一种半导体材料，它的禁带宽度为3．2ev，当Ti02受到大于3．2ev能量的光照射时会产生光催化作用，根据名．(疗坍)：竺得出小于387．5nm波长的光即可产生这一作用，而小于此波‘乞(删)长的光为紫外光的波长范围，因此360rim波长的UVA和250rim波长的UVC紫外光都处于这个范围。目前已有报道使用UVC波段紫外线处理酸蚀纯钛表面后产生了超亲水性，促进了成骨细胞在酸蚀纯钛表面的粘附、增殖与分化，动物实验中第四周BIC即由51．7％提高至98．2％

6、，而使用UVA波段紫外线作为表面处理的研究甚少。然而目前尚无同时用UVA和UVC两种不同波段紫外线分别处理微弧氧化纯钛表面的研究。根据名．(一朋)：竺，我们可知波长越短，产生的能量越大，因此，。E(纠)推测是否UVC波段紫外线比UVA波段紫外线处理微弧氧化膜会产生更强的光催化作用及生物活性作用。本实验旨在通过利用UVA和UVC两种不同波段紫外线分别对微弧氧化纯钛表面进行照射处理，探索不同波段紫外线处理微弧氧化纯钛后的光催化作用效果、表面理化性质的变化以及在早期细胞学性能上的影响，以期探索一种新型有效的种植体表面处理方法。目的探索UVA和UVC两种不同波段紫外线分别激发

7、微弧氧化纯钛表面光催化作用对成骨细胞(MG．63)早期生物学行为的影响。II硕士学位论文方法1．商业四级纯钛切割成直径15mm钛片，SiC砂纸250目、400目、600目、1000目逐级打磨抛光，无水丙酮、无水乙醇、去离子水依次超声清洗。以甘油磷酸钠和乙酸钙配成电解液，低温下行微弧氧化处理。处理参数如下：电压350V，频率800HZ，占空比20％，氧化时间30s，去离子水超声清洗Y射线消毒后备用。无菌环境下使用15WUVC灭菌灯和15WUVA汞灯，距离材料表面10era，对微弧氧化纯钛表面照射24h。未接受紫外线照射的为MAO对照组，UVA照射的为M