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淮 阴 工 学 院 毕业设计(论文)开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 110110 专 业： 金属材料工程 设计(论文)题目： 表面改性研究 指 导 教 师: 侯彦华 2014 年 3 月 8 日 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述 文 献 综 述 1前言 钛合金具有比强度高、耐蚀性优异、生物相容性好等突出优点，广泛应用于航空、航海、生物医疗等领域中，但是钛合金摩擦因数大、硬度低、易黏着、耐磨损性差等缺点，严重影响了钛合金的使用性能和应用范围。由于磨损失效起源于材料的表面，所以在不影响基体原有优异性能的前提下，利用合适的表面改性手段，可以有效改善钛合金的耐磨性能。肝素是一种天然生物活性多糖类化合物, 具有很强的抗凝血性. 采用肝素功能化来提高医用高分子材料的抗凝血性能已经有几十年的历史 肝素通过和抗凝血酶、肝素结合蛋白和血小板因子等活性物质结合来发挥其生理功能, 起到抗凝血作用.此外, 肝素分子中含有与多种生长因子结合的位点,能够促进生长因子对细胞增殖、组织或器官修复和再生的作用. 近年来, 肝素功能化生物材料受到极大关注,各种制备技术不断建立,在组织工程领域显示出重要的应用前景。 新型医用钛合金的研究开发现状及存在的问题 2.1 研究现状 近年来钛合金在生物医学领域中的研究和应用呈上升趋势特别是在牙科和整形外科中钛材的用量明显增多[1-5] 。目前, 医用钛合金仍以Ti-6Al-4V 合金为主, 但该合金中Al 和V 元素对人体存在的潜在危害已引起了人们的高度重视。为克服V和Al 的不良影响,人们相继研究开发了不含V 或既不含V 也不含Al 的α+β 钛合金和β钛合金[6,7 ]。α+β钛合金相比,β钛合金不仅生物相容性更优, 而且具有更高的强度水平和更好的切口性能以及韧性因此更适合于医学应用特别是做人体的内植物。 2.2 医用钛合金存在的主要问题[9-14] (1)耐磨损性能相对较低。与不锈钢、镍基合金等许多其他金属材料相比 钛合金的摩擦系数大耐磨性能差, 这使得其植入组织因磨损而产生大量的Ti Al 和V 黑色碎屑, 这些磨屑可以引起无菌松动最终导致关节置换失败。 (2)耐腐蚀性能有待进一步提高。金属材料的耐蚀性能将直接影响到其生物相容性。在正常条件下 钛合金的表面会生成一种十分稳定而连续的、结合牢固的氧化物钝化膜,因此通常具有良好的耐蚀性能。但由于人体环境的复杂性在外力和体液的侵蚀下 表面钝化膜有可能被剥离、溶解因此在使用过程中仍会有物质释放到组织中。 (3)生物活性尚不理想。钛合金是一种生物惰性材料其结构和性质与骨组织相差很大, 通常不能像生物活性材料那样与宿主骨形成化学键性结合即新生骨直接在种植体表面形成, 随后直接长入种植体内而且由于钛合金与骨组织的弹性模量相差悬殊, 植入体生物力学相容性欠佳易产生应力集中和骨吸收不良等后果。 肝素于1935年首先被提纯并命名同年作为抗凝剂应用于治疗血栓性疾病现已被公认为最有效、使用最广泛的抗凝血药物之一。 结构 肝素分子中含有长短不一的酸性粘多糖主要是由硫酸-的-葡萄糖胺、硫酸-的-艾杜糖醛酸和的-葡萄糖醛酸中两种双糖单位交替连接而成, 是分子量为4～40可的混合物[]。由于生物合成过程中的差向异构化和酸化的可变性大部分的肝素都有微结构不均一性当多糖链结构中中O-有机化学硫酸化多于N-硫酸化且大部分(＞80%)的葡糖胺被N-硫酸化时就称为肝素硫酸化多于N-硫酸化且大部分(＞80%)的葡糖胺被N-硫酸化时就称为肝素。 在人体内内皮细胞等与血液接触的细胞能够分泌硫酸肝素或肝素等物质, 保持血液在循环的过程中不凝固。 正常人血浆中含量极少仅0.09 mg/L. 肝素作用于凝血系统的多个部位[]，但主要通过ATIII和肝素辅助因子II 、活化的蛋白抑制物发挥抗凝作用, 其中AT III占80%左右。 内源性凝血-抗凝血系统中肝素能与血管壁相互作用被血管内皮吸附, 因此血管壁是肝素的主要储存场所(比血浆中大7500 倍)肝素吸附于血管壁后可促进内源性氨基多糖释放使受损的血管内皮细胞恢复表面电荷防止血小板粘附阻止血小板释放蛋白因子达到抗凝血作用肝素还能促进血管内皮细胞对组织纤溶酶原激活物的释放预防血栓形成另外肝素可以增加血细胞表面和血管壁的负电荷增强其相互间的排斥性具有抗聚集作用从而改变血粘稠度促进血液流动并预防血栓形成。 生长因子对细胞的增殖、组织或器官的修复和再生具有重要作用 是组织工程研究的要素之一[]。 研究表明很多生长因子通过肝素分子紧密结合到特定的细胞外基质中, 从而更好地发挥其生理功能它们包括成纤维细胞生长因子、血管内皮细胞生长因子、转化生长因子