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Surface modification of nanotubular anodized Ti–7.5Mo alloy using NaOH treatment for biomedical application
Thin Solid Films ( IF 2.0 ) Pub Date : 2020-09-01 , DOI: 10.1016/j.tsf.2020.138273
Hsueh-Chuan Hsu , Shih-Kuang Hsu , Shih-Ching Wu , Yung-Hao Hung , Wen-Fu Ho

Abstract In this study, NaOH/heat treated nanotube layers formed on anodized Ti–7.5Mo were subjected to a variety of alkali treatment conditions to obtain improved apatite forming ability. The as-fabricated nanotubes formed on Ti–7.5Mo by anodization at 10 V in NH4F/NaCl electrolyte were amorphous. After 3 h of heat treatment at 450°C, these nanotubes crystallized into the anatase phase. The heat-treated nanotube arrays were mainly composed of TiO2, MoO2, MoO3, and Mo2O5. However, the intensity of the Mo 3d spectra in the Ti–7.5Mo surface was indiscernible after 5 M of NaOH treatment; the peak assigned to Na was detected after the alkali treatment. Anodized Ti–7.5Mo is more bioactive and has a nanoscale porous network structure when it is chemically treated with a NaOH solution. These properties are absent on anodized surfaces that are not NaOH treated. After the 5 M NaOH-treated Ti–7.5Mo specimen was soaked in simulated body fluid for 6 h or less, nano-sized apatite particles completely covered the entire porous network surface. After immersion in simulated body fluid for 14 days, the thickness of the Ca-P layer on the anodized and either 0.5 or 5 M NaOH-treated Ti–7.5Mo surface was about 418 nm and 439 nm, respectively. However, the thickness of the Ca-P layer on the anodized Ti–7.5Mo surface that was not subjected to alkali-treatment was approximately 415 nm. The preliminary in vitro cell culturing results showed that the anodized and NaOH- and heat-treated Ti–7.5Mo alloys not only had good biocompatibility, but also supported cell adhesion.

中文翻译:

NaOH 处理纳米管阳极氧化 Ti-7.5Mo 合金的表面改性用于生物医学应用

摘要 在这项研究中,在阳极氧化的 Ti-7.5Mo 上形成的 NaOH/热处理纳米管层经受各种碱处理条件,以获得更好的磷灰石形成能力。在 NH4F/NaCl 电解液中通过 10V 阳极氧化在 Ti-7.5Mo 上形成的制造纳米管是无定形的。在 450°C 下热处理 3 小时后,这些纳米管结晶成锐钛矿相。热处理后的纳米管阵列主要由 TiO2、MoO2、MoO3 和 Mo2O5 组成。然而,在 5 M NaOH 处理后,Ti-7.5Mo 表面的 Mo 3d 光谱强度无法分辨;在碱处理后检测到分配给 Na 的峰。阳极氧化的 Ti-7.5Mo 在用 NaOH 溶液进行化学处理时具有更高的生物活性并具有纳米级多孔网络结构。这些特性在未经 NaOH 处理的阳极氧化表面上是不存在的。将 5 M NaOH 处理的 Ti-7.5Mo 试样在模拟体液中浸泡 6 小时或更短时间后,纳米级磷灰石颗粒完全覆盖了整个多孔网络表面。在模拟体液中浸泡 14 天后,阳极氧化和 0.5 或 5 M NaOH 处理的 Ti-7.5Mo 表面上的 Ca-P 层的厚度分别约为 418 nm 和 439 nm。然而,未经碱处理的阳极氧化 Ti-7.5Mo 表面上的 Ca-P 层厚度约为 415 nm。初步的体外细胞培养结果表明,经过阳极氧化和 NaOH 和热处理的 Ti-7.5Mo 合金不仅具有良好的生物相容性,而且还支持细胞粘附。5Mo 试样在模拟体液中浸泡 6 h 或更短时间,纳米级磷灰石颗粒完全覆盖整个多孔网络表面。在模拟体液中浸泡 14 天后,阳极氧化和 0.5 或 5 M NaOH 处理的 Ti-7.5Mo 表面上的 Ca-P 层的厚度分别约为 418 nm 和 439 nm。然而,未经碱处理的阳极氧化 Ti-7.5Mo 表面上的 Ca-P 层厚度约为 415 nm。初步的体外细胞培养结果表明,经过阳极氧化和 NaOH 和热处理的 Ti-7.5Mo 合金不仅具有良好的生物相容性,而且还支持细胞粘附。5Mo 试样在模拟体液中浸泡 6 h 或更短时间,纳米级磷灰石颗粒完全覆盖整个多孔网络表面。在模拟体液中浸泡 14 天后,阳极氧化和 0.5 或 5 M NaOH 处理的 Ti-7.5Mo 表面上的 Ca-P 层的厚度分别约为 418 nm 和 439 nm。然而,未经碱处理的阳极氧化 Ti-7.5Mo 表面上的 Ca-P 层厚度约为 415 nm。初步的体外细胞培养结果表明,经过阳极氧化和 NaOH 和热处理的 Ti-7.5Mo 合金不仅具有良好的生物相容性,而且还支持细胞粘附。阳极氧化和 0.5 或 5 M NaOH 处理的 Ti-7.5Mo 表面上的 Ca-P 层的厚度分别约为 418 nm 和 439 nm。然而,未经碱处理的阳极氧化 Ti-7.5Mo 表面上的 Ca-P 层厚度约为 415 nm。初步的体外细胞培养结果表明,经过阳极氧化和 NaOH 和热处理的 Ti-7.5Mo 合金不仅具有良好的生物相容性,而且还支持细胞粘附。阳极氧化和 0.5 或 5 M NaOH 处理的 Ti-7.5Mo 表面上的 Ca-P 层的厚度分别约为 418 nm 和 439 nm。然而,未经碱处理的阳极氧化 Ti-7.5Mo 表面上的 Ca-P 层厚度约为 415 nm。初步的体外细胞培养结果表明,经过阳极氧化和 NaOH 和热处理的 Ti-7.5Mo 合金不仅具有良好的生物相容性,而且还支持细胞粘附。
更新日期:2020-09-01
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