激光-化学复合调控β钛合金超疏水表面OA

目的钛合金因其优异的性能在生物医疗领域备受关注,然而,当钛合金表面与血液接触时,可能导致血栓的形成,本研究针对钛合金在生物医疗应用中易诱发血栓的问题,提出通过构建超疏水表面以改善其血液相容性。方法以β钛合金TB9为研究对象,采用飞秒激光在其表面制备微织构,并结合化学修饰降低表面自由能。利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜系统分析不同激光参数对表面烧蚀形貌及织构尺寸的影响,通过接触角测量评估其润湿性能,并借助X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱及拉曼光谱对表面化学组成进行表征。同时,通过线性摩擦试验评价表面的机械耐久性,并开展溶血率及血小板黏附试验以评估其血液相容性。结果通过优化激光参数与化学修饰,可成功构建具有164.2°水接触角和1.8°滚动角的超疏水表面。该表面表现出优异的抗血液黏附性能,其超疏水特性来源于表面微织构与低表面能物质的协同作用。化学分析结果证实氟硅烷成功修饰于TB9表面。耐久性测试表明,该超疏水表面在20个摩擦周期后仍能保持超疏水状态。超疏水表面的溶血率为0.2481%,满足医用材料直接接触血液的要求,且血小板黏附试验表明,超疏水表面未观察到明显的血小板黏附。结论通过飞秒激光与化学改性相结合的方法,在TB9钛合金表面成功构建了稳定的超疏水结构,为其在生物医疗领域的应用提供了一种简便且低成本的可行途径。