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飞秒激光改性Ti6Al4V合金的体外生物活性与生物相容性

DOI：10.1007/s00339-018-2238-5 期刊：Applied Physics A 出版年份：2018 更新时间：2025-11-21 11:08:12
摘要： 本研究探讨了飞秒（fs）激光表面改性Ti6Al4V合金（钛合金）的生物活性与生物相容性。采用波长800 nm的钛宝石脉冲飞秒激光照射时，钛合金表面形成了自排列的锥形微结构。通过掠入射X射线衍射（GIXRD）技术和显微拉曼光谱分析了飞秒激光辐照导致的钛合金表面化学成分变化，检测到辐照后表面生成了钛亚氧化物相，使样品表面氧空位增多。体外生物活性测试中，将未处理和飞秒激光处理的样品浸入模拟体液两周。扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDX）、GIXRD、傅里叶变换红外光谱（FTIR）及显微拉曼光谱证实，两种样品表面均出现羟基磷灰石沉积。与未处理表面相比，飞秒激光改性的钛合金表面羟基磷灰石生长更显著。通过研究人骨肉瘤细胞系（U2OS）在材料表面的锚定与生长评估激光处理钛合金的生物相容性，采用MTT法测定未处理与激光处理样品共培养时的细胞存活率和增殖潜力。结果显示两种表面均未影响细胞活性与生长。共聚焦显微镜观察进一步表明，相比未处理表面，飞秒激光处理的钛合金表面具有更高效的细胞附着能力。
作者： Shazia Shaikh，Sunita Kedia，Ananda Guha Majumdar，Mahesh Subramanian，Sucharita Sinha
机构： Laser and Plasma Surface Processing Section, Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai 400085, India; University of Mumbai, Fort, Mumbai 400001, India，Laser and Plasma Surface Processing Section, Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai 400085, India，Bio-Organic Divisions, Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai 400085, India，Bio-Organic Divisions, Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai 400085, India; Homi Bhabha National Institute, Training School complex, Anushaktinagar, Mumbai 400094, India，Laser and Plasma Surface Processing Section, Bhabha Atomic Research Centre, Mumbai 400085, India; Homi Bhabha National Institute, Training School complex, Anushaktinagar, Mumbai 400094, India
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究飞秒激光改性Ti6Al4V合金在生物医学应用中的生物活性和生物相容性。

研究成果

飞秒激光表面改性使Ti6Al4V合金的生物活性和生物相容性得到提升，成为极具前景的生物医用植入材料。与未处理表面相比，改性表面表现出更优异的羟基磷灰石生长能力和高效的细胞附着特性。

研究不足

该研究是在体外进行的，其结果可能无法完全复现体内条件。未研究fs激光改性Ti6Al4V合金植入物在人体内的长期效应。

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