Ti-O及Ti-(Cu)-O薄膜的制備及性能研究.pdf

1、血液相容性不足是血液接觸的生物醫(yī)學(xué)材料和人工器官中存在的主要問(wèn)題，研究者一直試圖通過(guò)開(kāi)發(fā)新材料和新方法來(lái)攻克這一難題。研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)材料表面改性方法，可以有效提高傳統(tǒng)材料的抗凝血性能。
　　Ti-O系薄膜是一種具有良好的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性的新型材料，將其沉積在血管支架等心血管材料的表面，可以有效提高其血液相容性。由于氧化鈦薄膜具有金紅石型、銳鈦礦型、板鈦礦型以及無(wú)定形等多種結(jié)構(gòu)，不同的濺射電源和基體材料對(duì)其結(jié)構(gòu)和表面性

2、能都有很大的影響，進(jìn)而影響其血液相容性。因此，本文利用直流磁控濺射(DCMS)和高功率脈沖磁控濺射(HPPMS)技術(shù)在不銹鋼和硅片基體上制備氧化鈦薄膜，分析HPPMS和DCMS技術(shù)的等離子體狀態(tài)，研究氧化鈦薄膜結(jié)構(gòu)、膜基結(jié)合力和血液相容性等。研究結(jié)果表明:在相同靶平均功率下，與DCMS相比，HPPMS放電等離子體具有較高的離化率，其等離子體密度較高。HPPMS和DCMS技術(shù)在不銹鋼基體上制備的氧化鈦薄膜均是金紅石結(jié)構(gòu)，它能夠有效抑制血小

3、板的粘附和激活;與DCMS相比，HPPMS技術(shù)在硅基體上制備金紅石型氧化鈦含量高，薄膜結(jié)構(gòu)致密、表面光滑和較高的膜/基體結(jié)合力。HPPMS制備的氧化鈦薄膜抑制血小板激活能力比DCMS略有增加。
　　銅離子可有效催化血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放NO，進(jìn)而抑制血小板的激活與聚集，改善抗凝血性能。因此，本文在氧化鈦薄膜具有較好的抑制血小板粘附的基礎(chǔ)上，在不銹鋼和硅片基體上沉積Ti-(Cu)-O薄膜。以氧化鈦薄膜作為對(duì)照樣，討論含銅量改變對(duì)Ti-(C

4、u)-O薄膜顯微結(jié)構(gòu)、膜基結(jié)合力、耐腐蝕性、銅離子釋放、催化釋放NO以及血液相容性等影響。研究結(jié)果表明:TiCu(70)和TiCu(210)鑲嵌靶材制備的Ti-(Cu)-O薄膜中Cu含量分別是30.4 wt％和50.4 wt％。XRD和TEM結(jié)果表明，兩種Ti-(Cu)-O薄膜含有大量非晶結(jié)構(gòu)，顯微區(qū)域有Cu2O相。XPS結(jié)果表明，含銅量高的Ti-(Cu)-O薄膜中有少量CuO相。與氧化鈦薄膜相比，Ti-(Cu)-O薄膜疏水性增加，薄膜

5、/基體的結(jié)合力提高，耐腐蝕性降低。ICP-MS結(jié)果表明，Ti-(Cu)-O薄膜在溶液中浸泡后能釋放銅離子，隨浸泡時(shí)間增加，溶液中銅離子累積釋放濃度逐漸增加;在相同的浸泡時(shí)間下，含銅量是50.4 wt％的Ti-(Cu)-O薄膜累積釋放銅離子濃度高于含銅量是30.4 wt％的Ti-(Cu)-O薄膜。Ti-(Cu)-O薄膜能催化誘導(dǎo)S-亞硝基-N-乙酰青霉胺(SNAP)釋放NO，且含銅量高的Ti-(Cu)-O薄膜催化供體SNAP釋放NO量更多