1. 研究目的与意义（文献综述）

随着生物技术的蓬勃发展和重大突破，生物医用材料主要用于替代人体组织、器官或增强其功能，已成为研究和开发的热点。人工骨移植材料就是其中的一个重要组成部分。人工骨移植材料的开发和研制其目的是替代失去功能的组织、最终实现组织重建。其中人工牙、人工骨、人工关节等人体硬组织植入材料成为临床上高需求的医用材料，也是医学和生物材料科学领域的一个重要课题。

钛及其合金具有密度小(接近于人骨)、耐腐蚀性好、比强度高、良好的生物相容性等优点。钛与人体骨组织最为接近,可以有效的减轻金属与骨组织之间的不适应性。钛在20世纪40年代首次被bothe、davenport用于医学领域，到70年代初时，已被广泛地用作人体硬组织植入材料。但钛合金的生物惰性，决定了其无法与骨组织形成化学结合，钛植入体与骨组织间仅靠机械镶嵌，植入体内后容易脱落。

目前，钛及钛合金有三种生物活性的改性方法：一是钛或钛合金表面涂覆生物活性涂层。因表面活性材料的表面成分与组织成分相近，能与组织结合形成稳定的结合界面，这种材料与组织亲合性好，如含羟基磷灰石涂层；二是钛或钛合金表面涂覆可降解生物陶瓷材料。陶瓷可在组织内释放组织所需要的成分，加速组织的生长，并逐渐为新生的组织所取代，如β-磷酸三钙陶瓷可在体液中释放 ca² ，po₄³ 离子，促进骨组织生长，并逐渐取代之；三是钛或钛合金表面涂覆杂化材料，杂化材料由活体组织和非活体组织复合而成。由于活体组织的存在使材料的免疫反应减轻，使材料具有很好的相容性，这类材料有各种人工材料与生物高分子的复合物，合成材料与细胞的复合物等。而目前临床常用的种植体，如瑞典nobel biocare ab生产的nobel biocare 纯钛种植体，表面通过钛氧化处理，来控制氧化层的厚度；德国friadent gmb h生产的 ankylo牙种植体表面处理方式：钛喷涂（tps）、羟基磷灰石喷涂（ha）、与螺纹加表面粗化处理、喷砂加酸蚀（sla）；瑞士 institut strauman ag生产的iti牙科种植系统，由纯钛制成，表面微等离子涂层处理等。其基本思路为通过对金属适当处理，在其表面形成一层生物活性陶瓷涂层或在其表面引入ca、p等元素，提高生物相容性，使其既保持了钛金属优良的力学性能，又使表面具有生物相容性和生物活性等特点。jw park在兔松质骨中植入带有亲水磷酸盐离子的氧化物表面的喷砂钛（ti）植入物，该材料通过水热处理，获得的掺入磷酸盐的ti氧化物表面，通过增加骨种植体接触的程度而实现了松质骨中的快速骨结合。所以，在钛合金表面形成磷酸钛涂层可以使钛合金表现出良好的生物相容性和生物活性，其作为生物涂层材料用于钛基材表面的改性，在骨植入材料加工制作领域必将得到广泛的应用。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

（1）对钛合金基体表面的进行活化改性处理。主要探讨钛合金材料的表面活化性能，对钛基片进行碱性处理，使其原始的钝化态氧化膜转化为活性的氧化膜，形成能够促进磷酸钛生成的ti-oh活性基团和活性tio₂层。

（2）含钛的磷酸盐中间化合物的生成。主要研究钛磷化合物与钛合金基体之间中间化合物的形成条件和过程。控制水热条件下磷酸盐溶液的浓度、反应温度和时间。使活化处理后的钛表面的ti－oh或tio₃^2-基团与po₄^3-基团反应形成与基体化学键结合的中间化合物。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－9周：按照设计方案，对钛合金表面进行活化处理并制备磷酸钛涂层。

第10－12周：采用xrd、fe-sem等测试技术对复合材料的物相、显微结构、电化学性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 卜凡晴, 张旭东, 何文, 刘朋程, 姜倩, 姜久昌, et al. 磷酸钛的研究进展 [j]. 山东轻工业学院学报(自然科学版). 2010:28-32.

[2] 杨辉, 肖兵娟. 碱处理法制备钛合金表面羟基磷灰石涂层[j]. 硅酸盐通报, 2009, 28(1):84-89.

[3] 毛大立, 曹海萍, 常程康,等. 羟基磷灰石涂层的骨结合行为[j]. 上海交通大学学报, 2003, 37(2):264-268.