渗氮316L不锈钢的结构和血液相容性*

罗狄锋，张帆，付涛△，韩生兰，吴锋

(1.西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室，西安 710049；2.广东顺德西安交通大学研究院，广东 佛山 528300；3西安交通大学医学院，西安 710061)

1 引 言

316L不锈钢具有良好的力学性能、成型性和较好的耐蚀性，广泛用于制造接骨板、心血管支架、心脏起搏器等外科植入物。TiO2薄膜具有良好的耐蚀性和生物相容性，常用于不锈钢及其它医用金属的表面改性[1-3]。溶胶-凝胶制备TiO2薄膜的方法，可以很好地控制膜层的成分、厚度和表面形貌，并且操作较为简便。

渗氮是一种工业化的不锈钢表面强化方法。渗氮处理在奥氏体不锈钢表面形成过饱和的氮固溶体，即S相，可以改善其耐蚀性、表面强度和耐磨性。渗氮层对不锈钢亲水性和血液相容性的影响鲜有报道[4]。本研究以抛光不锈钢和溶胶-凝胶TiO2涂层试样为对照，研究了等离子体渗氮316L不锈钢的显微结构、亲水性、在生理溶液中的耐蚀性和血液相容性。

2 实验

2.1 试样制备

采用水砂纸把尺寸10 mm×10 mm×1.5 mm的316L不锈钢片逐级磨光到2500号，依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗，空气中干燥。采用文献[5]的方法制备TiO2溶胶，含有17.02 g钛酸丁酯、5.26 g二乙醇胺、61.04 g乙醇和0.90 g去离子水。采用浸涂法在磨光的不锈钢片上涂覆TiO2膜层，提拉速度2 mm/s。涂层试样在空气中干燥后，在箱式电阻炉中400℃处理10 min和500℃处理10 min，升温速度10℃/min。在脉冲直流等离子体氮化炉(电压0～1 000 V，频率1 kHz)中，对磨光的不锈钢片溅射清洗后进行氮化，其中氮气和氢气的流量比1∶3，气压100 Pa，温度450℃，时间2 h。……