一、钛基表面钙磷涂层的制备和生物活性研究（论文文献综述）
刘璠[1]（2022）在《钛基合金表面离子注入磷元素改善生物学性质的研究》文中认为钛基合金作为现代医学骨科中的理想固定材料,其生物相容性和耐腐性强,已成为骨科临床上替代硬组织的重要材料之一。本文综述了医用钛基合金表面离子注入磷元素改善生物学性质的研究进展,探讨了金属表面离子注入改性方法,分析了钛基合金表面离子注入P元素后相关研究成果,分别从耐腐蚀性提升、生物相容性提升、抗氧化能力提升及表面硬度提升几个方面进行了研究。最后对钛基合金表面离子注入磷元素改善生物学性质在医学上的应用前景做了展望,希望相关领域的学者能够尝试高能注入、多元素注入等实验,以推动钛基合金在医用领域的发展。
武华君[2]（2021）在《基于聚吡咯调控的钛基表面载药多功能复合涂层的构建及性能研究》文中研究表明
班美丽[3]（2021）在《医用钛合金Ti-6Al-4V表面ZrO2-HA复合涂层的制备及其性能研究》文中指出医用钛合金如Ti-6Al-4V（TC4）合金由于具有优异的机械性能以及良好的生物相容性常作为人体植入体的首选材料,被广泛应用于人体硬组织替代和修复。然而,钛合金长期在复杂的人体环境中,会释放有毒金属Al3+和V-离子进入周围组织,且本身的生物活性不佳限制了其应用。羟基磷灰石（HA）是人体和动物骨骼一种非常重要的无机组成成分,具有与天然骨骼相似的化学性、生物相容性和骨诱导性。但其强度低、韧性差、脆性高等缺点限制了其作为硬组织替代和修复材料方面的应用。因此,采用表面改性的方法将HA涂覆在Ti-6Al-4V表面不仅能解决两者存在的问题,还可以获得更好的性能。本文主要采用电沉积法结合水热法在Ti-6Al-4V表面制备了ZrO2-HA复合涂层。对比研究了不同沉积时间和电流强度对ZrO2-HA复合涂层的形貌、成分、结构以及在不同腐蚀介质中耐腐蚀性能的影响,进而获得最优工艺参数。在此基础上,进一步探讨了最优工艺参数制备的ZrO2-HA复合涂层的生物相容性。研究结果如下:（1）对不同沉积时间制备的复合涂层的形貌成分、结构、结合力及耐蚀性能进行研究。沉积时间为1.5 h制备的ZrO2-HA复合涂层致密性最佳,结晶度和结合力最高。在人工模拟体液（SBF）和DMEM培养基两种腐蚀溶液中的电化学实验表明:该工艺制备的ZrO2-HA复合涂层自腐蚀电流密度最低,容抗弧半径最大。其中在DMEM腐蚀溶液中,电化学腐蚀后的复合涂层表面形貌发生改变,而成分元素并没变化,而TC4基材表面出现点蚀坑,说明腐蚀机理为点蚀。在SBF溶液中浸泡实验表明:该工艺制备的复合涂层的腐蚀速率最小。（2）对不同电流强度下制备的复合涂层的形貌成分、结构及耐蚀性能进行研究。电流强度为-2 m A制备的ZrO2-HA复合涂层比较致密,结晶度和结合力最高。在SBF和DMEM两种腐蚀溶液中的极化曲线测试表明:该工艺制备的复合涂层自腐蚀电流密度最低;电化学阻抗谱表明:该工艺制备的复合涂层的容抗弧半径最大。在SBF溶液中浸泡实验表明:该工艺制备的复合涂层的腐蚀速率最小。（3）对Ti-6Al-4V基材和ZrO2-HA复合涂层的生物相容性进行研究。与基材相比,ZrO2-HA复合涂层表面无细胞毒性,而且HA的存在更加有利于成骨细胞的粘附、铺展及增值。
程景阳[4]（2021）在《载锂二氧化钛纳米复合涂层对大鼠施万细胞生物学性能的影响》文中研究指明背景:随着口腔种植临床技术的发展成熟,种植修复因其美观舒适、不破坏天然牙、咀嚼效果好等特点,逐步替代传统活动或固定修复技术成为目前口腔修复治疗的首选方案。但牙种植体也存在骨整合周期长、生物活性较差等缺点。因此,众多学者聚焦于种植体材料表面改性促进成骨、抗炎、抗菌方面的研究,却鲜有人关注对植入体周围神经反馈调节与重塑的影响。种植义齿与天然牙最大的区别在于牙周膜的存在与否,牙周膜的缺失,中断了神经反馈通路,丧失了对天然牙咬合应力分布的传导保护机制。理论上,种植义齿是无法感知机械刺激的,然而,临床实践发现患者对种植义齿有较好的触觉及定位能力,但其中具体的分子调节机制尚不明确。那么能否通过种植体材料表面改性促进植入体周围神经调节与反馈重塑过程,探究潜在的分子机制,以提高种植义齿的神经感知功能“敏锐度”成为本研究的设想。目的:通过制备载锂二氧化钛纳米复合涂层,考察其是否会影响施万细胞（SC）的生物学性能,探究改性材料促进种植体材料周围神经反馈重建的分子机制。以期更好仿生天然牙的神经感知功能,降低种植义齿的机械并发症发生风险,便于更好的临床应用。方法:通过微弧氧化（MAO）与LiOH碱液处理制备载锂二氧化钛纳米复合涂层。将钛合金（Ti-6Al-4V）命名为TC4组,MAO处理后的钛合金命名为MAO组,超纯水同温度处理的MAO组为MAO-Li0组,将MAO+LiOH碱处理后的Ti-6Al-4V命名为MAOA组（具体分为:MAO+0.025 mol/L LiOH碱处理的为MAO-Li0.025组,MAO+0.05 mol/L LiOH碱处理为MAO-Li0.05组,MAO+0.075mol/L为LiOH碱处理MAO-Li0.075组）。使用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子谱（XPS）、接触角测量仪（CA）等观察样品形貌、元素组成与价态、晶相组成及亲水性等理化性能。通过细胞增殖活性检测（CCK-8）、吖啶橙荧光染色（AO）、实时荧光定量聚合酶链式反应（q RT-PCR）等方法评价复合涂层对施万细胞生物相容性的影响。结果:1.在Ti-6Al-4V基底上成功制备了载锂二氧化钛纳米复合涂层,该涂层表面呈现火山口样多孔结构,并有纳米细纹、细针样结构存在。该复合涂层主要以二氧化钛锐钛矿、金红石晶相为主,存在钛酸盐非晶相物质。该复合涂层与基底结合紧密,厚度大致为3.0±0.5μm。MAO组、MAOA组亲水性均良好,MAOA组更显着,水接触角平均仅为9.8°±0.7。该复合涂层主要包含Ti、Ca、P、Li等元素,二次改性并未导致元素化学价态变化,但元素含量有变化,Li从无到有,Al、P溶解为主,其他元素含量变化不大。复合涂层可能以二氧化钛晶体及钛酸钙、钛酸锂等非晶相物质存在。2.该复合涂层显着促进了施万细胞的增殖、黏附,同时导致神经营养蛋白-神经营养因子（NGF）、脑源性神经营养因子（BDNF）、胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）的m RNA表达显着增高,髓鞘形成蛋白-髓磷脂P0蛋白（MPZ）、周围髓鞘蛋白22（PMP22）的m RNA显着增高,其中实验组MAO-Li0.05效果最明显。结论:本研究制备了具有优良理化性能的载锂二氧化钛纳米复合涂层,该涂层对大鼠施万细胞表现出良好的生物活性,这种复合改性方法对种植体周围神经反馈重塑过程提供了一种优选策略。
魏永杰[5]（2021）在《医用金属表面微纳复合结构涂层的制备与应用研究》文中进行了进一步梳理3D打印钛（Ti）植入物具有出色的机械性能和良好的生物相容性,金属钽（Ta）具有优异的抗疲劳特性和化学稳定性,在生物医学领域引起了广泛关注。然而,它们都是生物惰性材料,在植入物和天然骨之间缺乏骨整合,迫切需要表面改性来改善种植体的表面形貌或化学成分以促进骨整合。本论文主要围绕选择性激光快速成型（SLM）医用钛合金Ti-6Al-4V（TC4）表面功能化展开研究,重点探索表面改性工艺对涂层生长特性、表面形貌、亲疏水性等的调控规律,以及仿生矿化机理模型和促成骨作用。具体而言:（1）通过微弧氧化和水热法在3D打印TC4表面制备了掺锶（Sr）的二氧化钛陶瓷涂层。涂层内部疏松多孔,并且含有生物活性元素Ca、P、Sr等,结合力高达39.4N,具有良好的耐腐蚀性。在模拟体液（SBF）中浸泡5天后,能明显诱导磷灰石沉积,磷灰石主要由Ca（33.24 wt%）、P（16.95 wt%）和O（49.25 wt%）组成,钙磷比为1.69,接近羟基磷灰石（HA）理论比值1.67。涂层的超亲水性（接触角从56°减小到9.6°）是影响磷灰石形成的主要原因,这是因为,与相同接触角和曲率半径的平面相比,微纳复合结构能吸收更多体积的SBF（第3章）。（2）经过化学蚀刻和电化学阳极氧化,在3D打印TC4表面形成类似于生物矿化基质表面形态的仿生SrTiO3/TiO2异质结构。具体而言,首先在60℃条件下将TC4片置于盐酸和氯化钙混合溶液中12h形成微米凹坑,随后在含0.3wt%氟化铵和2vol%去离子水的乙二醇溶液中阳极氧化20min生成纳米管,最后采用原位水热法引入功能离子Sr（4.22at%）。SrTiO3纳米管具有较大的比表面积和粗糙度、良好的亲水性（7.6°）、粘附强度（10.51N）和耐腐蚀性（-0.32V）。涂层的羟基官能化表面有助于促进磷灰石的形核与生长,钙和磷从涂层释放到SBF中会导致样品附近溶液过饱和,从而加速磷灰石沉淀,展现出良好的生物矿化能力（第4章）。（3）基于微弧氧化和水热处理在纯钽表面制备“皮质状”掺锌（1.35±0.3wt%）陶瓷涂层。电解液由0.03M葡萄糖酸钙、0.01Mβ-甘油磷酸二钠和0.02M葡萄糖酸锌组成。表面粗糙度（Ra）从钽的0.137μm增加到蠕虫状涂层的1.884μm,并以受控且持续的方式释放Ca、P和Zn离子。与此同时,涂层表现出高结合力（18.9N）、优异的耐腐蚀性和磷灰石诱导能力,具有出色的生物活性。氧化物在电解质中的选择性溶解是“皮质状”微纳复合结构形成的关键,这也是与微弧氧化经典“火山口状”形貌的本质区别（第5章）。综上所述,通过调控3D打印功率、电解液组成、电参数等实现了三种微纳复合结构涂层的构建,其优异生物活性可能会在整形外科植入物中开辟潜在的应用。本文所揭示的微纳复合结构形成机制,微量功能元素的引入和生物活性的改善为金属表面功能化改性提供借鉴和依据,具有重要的理论价值和推广意义。
刘龙[6]（2021）在《Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料的制备与性能研究》文中研究说明医用Ti-13Nb-13Zr合金不仅拥有高强度、低弹性模量、良好抗磨耐腐蚀性能,而且还兼备无毒性元素且良好生物相容性等优点,在临床医学领域上得到了广泛地应用。但该合金存在天然惰性,植入后与人骨组织之间难以形成稳定的骨性结合,缺乏对骨缺损组织的骨整合能力及主动修复功能,生物活性差。将Ti-13Nb-13Zr合金多孔化可以显着降低合金弹性模量和减少“应力-屏蔽”现象发生的同时,还有利于生物组织在孔隙结构上粘附、增殖和爬行等行为,提高了合金的生物活性。但也存在着强度急剧下降的问题,限制了其应用范围。基于上述存在的问题,本论文从梯度功能材料设计思想出发,将Ti-13Nb-13Zr合金“梯度功能化”,设计出中间致密Ti-13Nb-13Zr合金、表面多孔Ti-13Nb-13Zr/HA复合材料“梯度”结构材料。通过保持中间致密Ti-13Nb-13Zr合金良好的力学性能,高孔隙率表面多孔层在降低材料弹性模量的同时,所添加的HA陶瓷还能增强材料的生物活性。为此,利用放电等离子烧结技术（SPS）制备出Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料,并研究了烧结温度和HA陶瓷添加量对复合材料的微观组织结构、界面结合情况、孔隙特征及力学性能、电化学腐蚀性能和体外矿化性能的影响规律。获得了以下结论:利用SPS制备出中间致密、表面多孔Ti-13Nb-13Zr合金。合金基体主要由α-Ti相和β-Ti相组成。随烧结温度的升高,中间基体相对致密度从89.0%提高至95.5%,晶粒开始细化,组织连续均匀分布,中间基体与表面多孔层界面结合稳定,表面多孔层孔隙率及平均孔径降低,而合金抗压强度和弹性模量值呈上升趋势。优化出的烧结温度为1150℃,在该温度下,合金组织均匀,界面变得“模糊”且形成良好无过渡层的冶金结合,具有良好的力学相容性（抗压强度值:893 MPa、弹性模量值:16.0 GPa）。优化温度1150℃下,制备出的Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料表面多孔层主要由α-Ti相、β-Ti相、HA及少量的反应产物金属-陶瓷相（Ca3（PO4）2、Ca Zr O3、Ca O、TixPy、Ti2O）组成。HA含量的增加会抑制α-Ti向β-Ti的转变,同时金属-陶瓷相也增多,表面孔隙率从34.7%提高到55.2%,平均孔径从340.9μm增大至503.2μm,抗压强度从893 MPa下降至650 MPa。在HA添加量在0-5 wt.%范围之间,抗压强度变化不明显,在821 MPa到893 MPa范围之间,而HA含量高于5 wt.%时,烧结质量恶化,界面出现裂纹缺陷,孔隙连通情况严重且孔壁变薄,“梯度”结构完整性遭到破坏,力学性能急剧下降。Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料在模拟人工体液（SBF溶液）中的耐腐蚀性能随HA添加量的增加而逐渐降低,适量的HA含量（0-5 wt.%）并不会显着降低材料耐腐蚀性能。在模拟人工体液（SBF溶液）体外矿化实验中,Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料随HA添加量的增加,诱导类骨磷灰石形成能力而逐渐增强。本论文所设计的中间致密Ti-13Nb-13Zr合金、表面多孔Ti-13Nb-13Zr/HA复合材料“梯度”结构材料,在烧结温度1150℃,HA添加量为5 wt.%时,不但能获得较高的力学相容性:抗压强度821 MPa,弹性模量15.1 GPa;适合骨组织细胞长入所需的孔隙参数:平均孔隙率47.5%,平均孔径400.1μm;而且还具备优异的类骨磷灰石形成能力。满足材料植入人体条件,在临床医学上具有一定的应用价值。
曹睿[7]（2021）在《掺铕二氧化钛改性涂层的成骨与抗炎效应研究》文中研究指明背景:钛及钛合金作为主要的植入材料在医学领域被广泛使用,但其表面存在生物惰性,植入后骨诱导及骨整合作用较差;表面改性技术是解决临床中植入材料的骨整合不足、生物活性差等问题有效手段。微弧氧化（MAO）是诸多表面改性方法中最为简便有效的技术之一,可以获得较好的涂层结合力、改善材料的生物活性。稀土族元素具有良好的生物学效应,适量添加入材料可以促进成骨、诱导血管生成、发挥良好的抗菌作用,从而拓展钛基材料在生物领域方面的应用。目前多数研究聚焦于植入体材料的促成骨方面研究,而忽略了材料植入初期对机体免疫反应的影响,这对于阐释新材料如何调控早期炎症和骨组织的应答修复过程具有重要的意义。因此本研究拟在传统微弧氧化改性涂层的基础上引入稀土元素铕,探究其促成骨及抗炎效应。目的:通过制备不同掺铕微弧氧化改性钛基涂层,选取小鼠前体成骨细胞（MC3T3-E1）与单核巨噬细胞（RAW264.7）构建体外成骨与抗炎模型,探究其对于MC3T3-E1细胞的生物学行为及成骨相关基因表达情况的影响,对于RAW264.7细胞的相关抗炎因子分泌情况的影响,从而验证其促成骨活性及抗炎效应。方法:通过微弧氧化（MAO）制备载铕的二氧化钛涂层,使用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子谱（XPS）、接触角测量仪（CA）、维氏硬度测试仪等观察样品形貌、元素组成及价态、晶相组成及亲水性等理化性能。在涂层表面培养MC3T3-E1细胞,通过细胞增殖活性检测（CCK-8）、Calcein-AM/PI活死细胞染色、扫描电镜（SEM）及细胞骨架染色、流式细胞术（FCM）、实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）等方法评价涂层对MC3T3-E1生物学性能及成骨相关基因表达的影响。在涂层表面培养RAW264.7细胞,通过流式细胞鉴定和酶联免疫吸附试验评价涂层表面M2抗炎型表型的细胞相对含量及抗炎因子IL-4和IL-10分泌量从而验证各组材料的抗炎性能。将钛合金（Ti-6Al-4V）命名为Ti组,MAO处理后的钛合金（Ti-6Al-4V）命名为E0组,将使用不同浓度（0.02 mol/L、0.05 mol/L、0.08mol/L）醋酸铕电解液微弧氧化处理后的Ti-6Al-4V命名为E2组、E5组、E8组。结果:1.在Ti-6Al-4V上成功制备载铕的二氧化钛涂层,涂层均由钛、金红石相TiO2（Rutile）和锐钛矿相TiO2（Anastase）所组成;厚度在10um内,随掺铕浓度增高,厚度增加;涂层表面的水接触角在20-30°之间;该涂层主要包含Ti、O、Al、V、Ca、P和Eu元素;维氏硬度检测结果表明掺铕涂层表面硬度明显升高。即铕的掺入并未改变微弧氧化涂层的大体形貌和晶相结构,其表面的亲水性也并未因铕元素而发生较大的改变。掺铕提高传统涂层的厚度,增强其硬度、耐磨擦性能以及涂层结合力。2.掺铕涂层显着促进了MC3T3-E1细胞的增殖、黏附,同时导致成骨相关基因骨碱性磷酸酶（ALP）、转录因子（RUNX2）、骨钙蛋白（OCN）、骨桥蛋白（OPN）的m RNA表达显着增高,其中实验组E5组效果最明显。3.E0组和E2组材料表面生长的小鼠白血病单核巨噬细胞（RAW264.7）中具有M2抗炎表型的细胞相对含量较其他组高,且其分泌的抗炎因子IL-4和IL-10较另外两组多;其可能具有诱导小鼠单核巨噬细胞向抗炎型分化的潜力,从而有助于下调炎症和改善组织的愈合。结论:本研究在传统钛基表面微弧氧化涂层的基础上通过适量掺入稀土族元素铕,制备出掺铕的微弧氧化改性涂层,研究了新改性涂层的成骨性能与抗炎作用。发现掺铕微弧氧化改性涂层可以显着提高小鼠前体成骨细胞的促成骨能力,能够影响巨噬细胞向M2抗炎型分化。这有助于理解临床中植入体植入体内发挥抗炎与促进骨整合的作用机制。
宰伟[8]（2020）在《镁合金表面生物活性磷酸盐涂层制备及性能的研究》文中研究表明作为极有潜力的可降解生物材料,镁及其合金具有良好的细胞生物相容性和良好的生物力学相容性,因而引起了众多科研工作者的关注。镁基生物材料作为最有前景的可降解生物材料,其与人体骨骼有着相似的密度。并且相较于常规的骨外科植入金属材料的弹性模量,镁合金的弹性模量与人体骨骼的弹性模量非常接近。与骨组织相近的弹性模量可以有效地减少应力屏蔽作用产生的负面影响,并在恢复过程中促进受伤的骨组织的愈合。与此同时与骨折手术中用于骨固定的常规合金相比,当骨头愈合完成时,镁基合金在生物环境中可自行降解,从而避免二次手术。同时,对于正常成年人而言,镁是人体必需的元素,镁亦可通过与磷酸盐结合,促进骨组织的矿化过程并形成羟基磷灰石或磷酸钙类盐,进而有效地促进骨组织愈合。尽管镁合金作为外科植入材料具有理想的力学相容性和生物相容性,但它在生理环境中容易受到严重的腐蚀,因而很大程度上限制了其作为植入材料的应用。镁基植入材料在生理环境中的快速腐蚀还会引起皮下氢气（H2）的积累,并导致皮下气体空腔的形成以及植入材料和组织界面的分离,这可能直接导致整个植入手术的失败。同时,由于组织微环境的p H值超过7.8时,伴随着氢的释放导致的微区碱化反应还会引起组织的碱中毒,此外氢气析出和碱化,还会迅速降低植入材料的机械强度,并可能导致其过早失效。因此,提高镁合金的耐腐蚀性能直接决定了镁合金植入材料的应用。而在提高和改善镁合金耐腐蚀性能的表面改性技术当中,磷酸盐转化膜作为一种环境友好的表面改性技术已在众多研究中得到广泛的研究和应用,同时磷酸盐转化膜因为其良好的生物相容性常作为生物医用镁合金的表面处理方式。常见的磷酸盐转化膜技术包括了钙磷（Ca P）,锌磷（Zn P）,锰磷（Mn P）,镁磷（Mg P）转化膜等。同时,电沉积技术作为制备磷酸盐涂层的一种常用技术,也可以有效地提高和改善镁合金基底的耐腐蚀性能和生物相容性。因此,本文的主要研究内容有以下几个方面:（1）在AZ31镁合金表面制备了镁磷转化膜,用以提高镁合金基底的耐腐蚀性。其中,分别研究了转化膜制备溶液的p H值（分别为2.5、3.0、3.5和4.0）和温度（分别为40℃、60℃和80℃）对镁磷转化膜的影响。并通过使用扫描电子显微镜（SEM）分析了涂层样品的形貌和横截面形貌,以及通过使用SEM配备的能量色散谱仪（EDS）,X射线光电子能谱（XPS）和X射线衍射（XRD）对转化膜涂层进行了组成成分以及物相的分析。并通过使用电化学测试:包括开路电势（OCP）、电化学阻抗谱（EIS）以及动电位极化曲线（PDP）的测量,来评估不同转化膜制备溶液的p H值和温度对转化膜样品的短期耐腐蚀性的影响。另外,还进行了5天的腐蚀浸泡测试,以评估转化膜样品的长期耐腐蚀性。在腐蚀浸泡测试期间,记录所有样品的析氢量,并在浸泡测试后进行了宏观和微观腐蚀形貌的研究。研究了转化膜的微观结构,并探讨了其与耐蚀性的关系。（2）通过改变磷酸转化膜溶液中金属离子的组成,在AZ31镁合金基体上分别制备了七种不同的磷酸盐转化膜,其中包括:Mg-P、Zn-P、Ca-P、Zn Mg-P、Ca Mg-P、Zn Ca-P和Zn Ca Mg-P。并对这些不同的转化膜的形貌、组成成分、耐腐蚀性能、生物相容性等特性进行了详细的比较和研究。（3）为了研究微合金化元素Ga对Mg Zn Ca金属玻璃的非晶形成能力（GFA）的影响及其对的机械性能和腐蚀行为的影响,便进行了对(Mg66Zn30Ca4)100-xGax（x=0、0.25、0.5、0.75、1.0和1.25）系列合金的制备和研究。根据XRD结果和SEM（背散射）图像得出,Mg66Zn30Ca4金属玻璃的非晶临界直径（Dc）约为3.5 mm;添加合金化元素Ga的添加量为1.0 at.%时,可使Dc提升到约5 mm。同时,添加1.0 at.%的金属元素Ga可将Mg Zn Ca金属玻璃的断裂强度从651 MPa提高到752 MPa。根据电化学测试的结果,Ga的添加还可以促进Mg Zn Ca Ga金属玻璃上形成钝化膜,并提高其耐腐蚀性。（4）为了进一步提高和改善Mg Zn Ca金属玻璃的耐腐蚀性和生物相容性,通过电沉积的方式在镁基金属玻璃表面制备钙磷（Ca P）涂层。研究了电沉积电压参数对Ca P涂层的表面形貌,和耐蚀性能的影响。根据长期腐蚀浸泡测试的结果发现,电沉积Ca P涂层能有效地诱导含钙的磷酸盐沉积,进而具有良好的诱导生物矿化的能力。（5）利用热力学稳定相图,分析了镁磷（Mg P）转化膜的形成机制。同时对比研究了镁磷（Mg P）、锌磷（Zn P）和钙磷（Ca P）类型转化膜形成机理和差异,以及转化膜沉积过程中相互之间的影响。根据Ca P热力学稳定相图,深入分析了电沉积Ca P涂层制备的机理,并拓展研究了不同成分Ca P溶液对涂层沉积的影响。
伞宏赡[9]（2020）在《Ti-6Al-4V合金表面钙磷复合涂层的构建与矿化行为》文中指出Ti-6Al-4V合金具有优异的加工性能、机械性能和生物相容性,且生物毒性较低,常被用作骨替代材料。然而它的性质和结构与骨相差很大,界面容易出现微动,且在体液环境中易发生摩擦腐蚀,产生金属碎屑导致炎症。此外,Ti-6Al-4V合金杨氏模量远高于皮质骨,植入后会产生“应力屏蔽”,诱发骨质疏松症。本文针对钛合金生物惰性和耐蚀性不足以及过高的弹性模量,采用微弧氧化法构建了适合3D打印多孔钛合金支架的生物活性涂层。同时,通过对钙磷相的沉积及在模拟体液中的矿化行为进行热力学分析,在微弧氧化预处理的钛合金表面设计并构建钙磷涂层,实现对涂层微观结构的调控,并阐明了涂层的沉积机制。对钙磷涂层在模拟体液中的矿化行为和电化学性能的演化规律进行了研究,建立了涂层微观组织结构与生物活性的内在联系,提出了钙磷涂层的体外矿化机理。在涂层中引入氧化石墨烯（GO）添加剂,进一步提高了涂层生物活性、耐蚀性和细胞代谢活性,并阐明了GO对涂层形成的影响。研究了电解液成分微弧氧化层形成过程、微观结构及厚度的影响,并发现微弧氧化层存在不仅提高了钛合金的耐蚀性,并且通过增加羟基磷灰石（HA）的形核位点提高了钛合金的生物活性。3D打印多孔钛合金支架的复杂拓扑结构会影响表面电荷分布,进而影响微弧氧化层的形貌和均匀性。细胞可以在支架的空隙中生长,形成机械结合,有利于提高植入体的生物固定。系统的研究了阴极电沉积参数（沉积电流密度、温度和时间）对微弧氧化钛表面钙磷涂层微观结构的影响规律。揭示了阴极电沉积过程中钙磷涂层随沉积温度及电流密度升高的物相演化规律为:二水合磷酸氢钙（DCPD）、DCPD+HA及HA,通过调控沉积液温度与电流密度形成了所设计的DCPD+HA双相结构。在沉积温度保持不变的情况下,较高的沉积电流密度和较长的沉积时间会引起Ca（OH）2沉积。微弧氧化基体上形核长大的DCPD和HA具有菜花状结构,而在菜花状结构上形核长大的DCPD、HA和Ca（OH）2形貌为小颗粒状或针状。对双相涂层进行形成动力学分析,发现沉积初期涂层成分为单相DCPD,30 min后HA沉积在DCPD表面。研究了不同电沉积工艺参数对所得涂层性能的影响,发现涂层的微观结构显着影响其在模拟体液浸泡过程中的矿化和电化学行为。钙磷涂层在模拟体液中均能诱导HA的沉积,从而提高基体的矿化性能。单一DCPD涂层由于在模拟体液中的迅速溶解,在促进HA沉积的同时降低了对基体的保护作用。单一HA涂层虽然能够在模拟体液中稳定存在,有效地保护了基体,但其矿化性能较弱。只有DCPD+HA双相涂层表现出了优异的矿化和电化学性能。通过微弧氧化法构建了三种含碳材料添加剂的氧化层,添加剂对氧化过程和氧化层成分没有明显影响,但提高了氧化层的耐蚀性、生物活性和细胞黏附性,其中含GO的微弧氧化层具有更好的耐蚀性,矿化性能提高约11%,同时具有促MC3T3-E1细胞成骨分化的能力。同时,在微弧氧化钛合金表面构建了GO/DCPD+HA复合涂层,通过比较DCPD+HA与GO/DCPD+HA涂层的微观结构、矿化性能及形成动力学,揭示了GO对DCPD+HA涂层沉积的影响。GO通过在电沉积初期为HA提供了更多的形核位点,促进了HA的形成,并影响了HA和DCPD相的形貌。GO的加入使矿化性能提高约12%,并显着提高了涂层的耐蚀性和细胞代谢活性。
张凯亮[10]（2020）在《钛基植入材料涂层的生物活性及其对口腔菌群遗传多样性的影响》文中认为研究目的医疗植入体在临床中得以普遍应用,其根本在于其与其周围组织之间形成了骨组织的整合、长入以及融合过程。―骨整合理论‖揭示所有医用植入材料与人体骨之间成功的发生结合,是植入/种植成功的关键要素。多项临床研究表明,植入材料本身的理化、机械力学性能以及植入后局部炎症是成功的两大主要影响因素。而钛（Ti）及其钛合金（Ti6Al4V）是目前医学临床中应用最为广泛的植入体材料,具有良好的理化性能、生物相容性和骨结合性能,是医用植入材料的―金标准‖。然而,因其易发生氧化的缘故,纯钛在空气中极易形成一层致密的氧化物薄膜,从而导致其出现生物惰性或者因离子释放造成过敏等不良反应。通常由于口腔复杂的微环境中存在大量的细菌微生物,在植入体形成骨结合的过程中不可避免地在其周围形成细菌滞留、定殖,造成机体细胞和口内微生物竞争性地附着于植入材料表面,当宿主机体的免疫反应平衡被打破,将引起植入体周围感染并最终导致种植手术失败。目前预防植入体周围的感染缺乏有效手段,因此,探索研发新型的植入体功能化材料对于解决这一医学难题显得至关重要。本研究基于不同的材料改性方法对纯钛以及钛合金进行改性,赋予其良好的生物相容性、抗菌抗炎性能,并评价其对口腔微生物群落遗传多样性的影响,以期为临床中骨组织修复与重建、软组织诱导再生提供一种优选策略。研究方法1.采用溶胶-凝胶法在纯钛表面成功制备不同浓度的含钇羟基磷灰石涂层（Y-HA）;通过扫描电子显微镜（SEM）、原子力学显微镜（AFM）、X射线衍射仪（XRD）以及X射线光电子能谱仪（XPS）等对制备涂层的微观形貌及结构进行表征分析;并将人牙龈成纤维细胞（HGF）接种于不同涂层样品表面分别培养1、3、5天观察,进行CCK-8细胞增殖能力检测;采用SEM和AFM观察细胞的生长铺展、粘附情况,ELISA法检测HGF细胞分泌Col-1的情况;进一步将变形链球菌在不同涂层样品上培养后,检测改性涂层的抗菌性能。2.采用微弧氧化技术制备含不同浓度钇（Y）的二氧化钛（Ti O2）微孔涂层,并利用SEM、AFM、XRD及XPS等对制备涂层的微观形态及结构进行表征检测,通过免疫荧光（IF）及免疫印迹（WB）等方法观察不同载钇涂层对小鼠胚胎成骨前体细胞（MC3T3-E1）、HGF的增殖、生长铺展形态、细胞粘附、相关骨形态发生蛋白和基因表达的影响,进一步在改性涂层表面培养大肠杆菌及金黄色葡萄球菌,测试改性涂层的抗菌性能。3.基于遗传学视角研究新改性材料对口腔菌群遗传多样性的影响,以评估其抗菌能力。采集临床中健康的成年人唾液,与实验1及2中制备的新改性材料进行共培养,并与未培养唾液形成对照,通过16Sr-DNA高通量测序及生物信息学分析改性涂层对口腔菌群遗传多样性的影响。4.通过构建斑马鱼材料植入模型考察新涂层材料的抗炎性能。本实验将Y0-Ti、Y7-HA-Ti以及Y9-Ti O2复合材料以钛丝表面涂层形式植入斑马鱼下腹腔后,定位于臀部肌肉组织内,观察不同材料周围组织的炎症反应,并使用ELISA法检测炎症因子表达量,组织形态观测评估植入涂层材料对斑马鱼体内抗炎作用。研究结果1.a)材料学表征结果显示:掺入不同浓度钇的羟基磷灰石涂层在纯钛片表面制备成功,且不同浓度钇的掺杂不会显着影响羟基磷灰石涂层的微形貌、粗糙度、晶相结构等基本理化性能;b)细胞实验结果显示:Y-HA组细胞增殖能力优于Ti组（P<0.05）、掺7%钇的羟基磷灰石涂层（Y7-HA）表面的HGF细胞生长铺展形态较其他组更优（P<0.05）、细胞刚度在羟基磷灰石（HA）组和Y7-HA组较Ti组相比明显较高（P<0.05）;c)分子实验表明HGF合成的Col-1水平与Y的掺杂浓度和细胞培养时间成正比;d)抗菌实验表明Y-HA可以有效减少变形链球菌的增殖和粘附（P<0.05）。2.a)材料学实验表明:实验中成功制备了载钇二氧化钛（Y-Ti O2）微孔涂层,且基本理化性能较未载钇（Y0-Ti O2）组无明显变化;b)细胞学实验结果表明,MC3T3-E1及HGF在载钇二氧化钛涂层材料表面的增殖能力较对照组显着增强（P<0.05）;c)分子实验表明,在第1、3、7天,Y-Ti O2涂层材料组的碱性磷酸酶（ALP）、转化生长因子（TGF-β）以及骨形态发生蛋白（BMP-2）的表达量均显着增加（P<0.05）,且茜素红矿化染色钙结节的量与钇浓度掺入量呈正相关;d)抗菌实验表明,较高浓度的载钇涂层具有显着的抗菌性能。3.不同方法制备的掺钇抗菌涂层对口腔微生物菌群多样性整体分布的影响不明显,α多样性及β多样性均未发生明显变化,同时未引起口腔内细菌丰度和种类的明显改变,但口腔中放线菌及杆菌等有害菌的丰度有所下降。4.复合材料植入后,检测相关炎症因子白介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子（TNF-α）的水平表达无差异,组织形态学观测三组不同植入的斑马鱼肌肉组织均显示轻微炎症反应,但镜下观察三组间的炎性细胞浸润程度并未见明显差异。研究结论1.纯钛表面的Y-HA涂层提高了材料的生物相容性且减少了细菌的粘附,该载钇改性涂层表现出一定的抗菌特性,其抗菌性不仅能降低口腔中放线菌等有害细菌的丰度,且未对唾液整体菌群产生明显影响,这一特点印证其在临床潜在应用的可行性,可用于医用植入物,并能促进植入物周围软组织的整合与再生。2.Y-Ti O2涂层具有良好的生物相容性,且较高浓度含钇涂层具有优良的抗菌性能。因此,Y-Ti O2微孔涂层能够促进并诱导植入物周围硬组织以及软组织的结合与修复再生,这提示新型改性材料可能具有良好的植入应用前景。3.本实验研究了不同改性钛基材料的体内炎症反应情况,证实改性材料未引起明显的炎症反应,未加重炎症的发展,为其在临床植入中的应用提供了实验基础。
二、钛基表面钙磷涂层的制备和生物活性研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、钛基表面钙磷涂层的制备和生物活性研究（论文提纲范文）
（1）钛基合金表面离子注入磷元素改善生物学性质的研究（论文提纲范文）
| 1 金属表面离子注入改性方法 |
| 2 钛基合金表面离子注入P元素 |
| 2.1 耐腐蚀性提升方面的研究 |
| 2.2 生物相容性提升方面的研究 |
| 2.3 抗氧化能力及表面硬度提升方面的研究 |
| 3 结束语 |
（3）医用钛合金Ti-6Al-4V表面ZrO2-HA复合涂层的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 生物医用金属材料 |
| 1.1.1 生物医用金属材料的发展历程 |
| 1.1.2 生物医用金属材料的性能要求 |
| 1.1.3 生物医用金属材料的分类 |
| 1.2 钛及钛合金 |
| 1.2.1 钛合金的特点及在医学上的应用 |
| 1.2.2 钛合金存在的问题 |
| 1.3 羟基磷灰石 |
| 1.4 钛基HA涂层和HA复合涂层的制备方法 |
| 1.4.1 等离子喷涂法 |
| 1.4.2 微弧氧化法 |
| 1.4.3 水热合成法 |
| 1.4.4 电泳沉积法 |
| 1.4.5 电化学沉积法 |
| 1.5 脉冲电化学沉积 |
| 1.6 课题的提出 |
| 1.6.1 课题的目的及意义 |
| 1.6.2 课题的主要研究内容 |
| 1.6.3 实验路线设计 |
| 第2章 实验材料与测试方法 |
| 2.1 实验材料及试剂 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验试剂 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 ZrO_2-HA复合涂层的制备 |
| 2.4 材料表征方法 |
| 2.4.1 X射线衍射分析 |
| 2.4.2 扫描电镜和能谱分析 |
| 2.4.3 接触角测试 |
| 2.5 性能测试 |
| 2.5.1 电化学腐蚀性能 |
| 2.5.2 模拟体液浸泡实验 |
| 2.5.3 结合力测试 |
| 第3章 不同沉积时间对ZrO_2-HA复合涂层的影响 |
| 3.1 ZrO_2-HA复合涂层的制备 |
| 3.2 ZrO_2-HA复合涂层的形貌和成分分析 |
| 3.2.1 ZrO_2-HA复合涂层的形貌分析 |
| 3.2.2 ZrO_2-HA复合涂层的成分分析 |
| 3.3 ZrO_2-HA复合涂层的物相分析 |
| 3.4 ZrO_2-HA复合涂层的结合力 |
| 3.5 ZrO_2-HA复合涂层在SBF溶液中的电化学腐蚀行为 |
| 3.5.1 开路电位 |
| 3.5.2 极化曲线 |
| 3.5.3 电化学阻抗谱 |
| 3.6 ZrO_2-HA复合涂层在DMEM溶液中的电化学腐蚀行为 |
| 3.6.1 开路电位 |
| 3.6.2 极化曲线 |
| 3.6.3 电化学阻抗谱 |
| 3.6.4 腐蚀后的形貌和元素成分 |
| 3.7 ZrO_2-HA复合涂层的浸泡实验 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 不同沉积电流对ZrO_2-HA复合涂层的影响 |
| 4.1 ZrO_2-HA复合涂层的制备 |
| 4.2 ZrO_2-HA复合涂层的形貌和元素成分分析 |
| 4.2.1 ZrO_2-HA复合涂层的形貌分析 |
| 4.2.2 ZrO_2-HA复合涂层的元素成分分析 |
| 4.3 ZrO_2-HA复合涂层的物相分析 |
| 4.4 ZrO_2-HA复合涂层的结合力 |
| 4.5 ZrO_2-HA复合涂层在SBF溶液中的电化学腐蚀行为 |
| 4.5.1 开路电位 |
| 4.5.2 极化曲线 |
| 4.5.3 电化学阻抗谱 |
| 4.6 ZrO_2-HA复合涂层在DMEM溶液中的电化学腐蚀行为 |
| 4.6.1 开路电位 |
| 4.6.2 极化曲线 |
| 4.6.3 电化学阻抗谱 |
| 4.7 ZrO_2-HA复合涂层的浸泡实验分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 ZrO_2-HA复合涂层的生物相容性 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.1.1 成骨细胞培养基的配制 |
| 5.1.2 成骨细胞培养 |
| 5.1.3 细胞毒性 |
| 5.1.4 处细胞的粘附及骨架 |
| 5.2 ZrO_2-HA复合涂层对成骨细胞的影响 |
| 5.2.1 细胞毒性检测 |
| 5.2.2 细胞的粘附性 |
| 5.2.3 表面亲水性 |
| 5.2.4 实验结果讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）载锂二氧化钛纳米复合涂层对大鼠施万细胞生物学性能的影响（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 中英文缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 医用钛及钛合金的改性进展 |
| 1.2.1 等离子喷涂 |
| 1.2.2 溶胶凝胶法 |
| 1.2.3 物理气相沉积 |
| 1.2.4 化学气相沉积 |
| 1.3 微弧氧化改性技术的特点 |
| 1.4 骨感知及种植体周围神经反馈重塑 |
| 1.5 本研究的目的与意义、研究内容及实验流程 |
| 1.5.1 研究目的与意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 实验流程 |
| 第二章 实验材料与方法 |
| 2.1 主要试剂设备 |
| 2.2 实验工艺 |
| 2.2.1 微弧氧化工艺 |
| 2.2.2 碱液处理工艺 |
| 2.3 复合涂层的材料学表征与分析方法 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 涂层厚度测量 |
| 2.3.3 X射线衍射 |
| 2.3.4 X射线光电子谱 |
| 2.3.5 水接触角测定 |
| 2.4 复合涂层对施万细胞生物学性能影响的实验方法 |
| 2.4.1 施万细胞培养 |
| 2.4.2 施万细胞增殖活性检测 |
| 2.4.3 施万细胞黏附能力检测 |
| 2.4.4 施万细胞固定形态观察 |
| 2.4.5 施万细胞骨架形态观察 |
| 2.4.6 施万细胞神经营养蛋白及髓鞘形成蛋白基因表达情况 |
| 2.5 统计学方法 |
| 第三章 实验结果与分析 |
| 3.1 复合涂层理化特性实验结果分析 |
| 3.1.1 样品大体观 |
| 3.1.2 涂层厚度分析 |
| 3.1.3 样品表面微观形貌结果分析 |
| 3.1.4 样品截面微观形貌及元素分析 |
| 3.1.5 涂层X射线衍射结果分析 |
| 3.1.6 涂层X射线光电子谱结果分析 |
| 3.1.7 样品亲水性结果分析 |
| 3.2 复合涂层对施万细胞生物学性能影响的实验结果分析 |
| 3.2.1 施万细胞增殖活性结果分析 |
| 3.2.2 施万细胞黏附能力结果分析 |
| 3.2.3 施万细胞固定形态评估 |
| 3.2.4 施万细胞骨架形态分析 |
| 3.2.5 施万细胞神经营养蛋白及髓鞘形成蛋白基因表达情况分析 |
| 第四章 讨论 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
| 上前牙骨挤压术同期GBR延期种植延期修复一例 |
| 参考文献 |
（5）医用金属表面微纳复合结构涂层的制备与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 生物材料 |
| 1.2 生物医用金属材料 |
| 1.3 金属表面改性常用方法 |
| 1.4 骨整合效率的影响规律 |
| 1.4.1 表面拓扑结构 |
| 1.4.2 微纳复合结构的构建方法 |
| 1.4.3 表面化学性质 |
| 1.5 微弧氧化技术的基本理论和工艺 |
| 1.5.1 微弧氧化机理 |
| 1.5.2 微弧氧化技术研究现状 |
| 1.5.3 微弧氧化与阳极氧化的对比 |
| 1.5.4 微弧氧化技术现存问题与医用金属材料发展趋势 |
| 1.6 微量元素的生物学功能 |
| 1.6.1 元素锶(Sr)的成骨功能 |
| 1.6.2 元素锌(Zn)的抗菌功能 |
| 1.7 本论文的研究内容和意义 |
| 1.7.1 本论文的研究内容 |
| 1.7.2 本论文的研究意义 |
| 第2章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 实验材料与设备 |
| 2.1.1 实验材料及试剂 |
| 2.1.2 实验仪器与设备 |
| 2.2 实验方法与设备 |
| 2.2.1 Di-Metal280型选择性激光熔化设备 |
| 2.2.2 WHD-20型多功能双极性微弧氧化电源 |
| 2.2.3 实验技术线路图 |
| 2.2.4 MS-1003D型直流电源 |
| 2.3 陶瓷膜层的组织结构与成分分析 |
| 2.4 本章结论 |
| 第3章 钛合金表面锶功能化微纳复合结构陶瓷涂层的制备与表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验流程 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 表面形貌与粗糙度 |
| 3.3.2 涂层结合力 |
| 3.3.3 EDS和离子释放行为分析 |
| 3.3.4 膜层的相组成 |
| 3.3.5 化学态分析 |
| 3.3.6 电化学特性和亲水性 |
| 3.3.7 生物矿化行为 |
| 3.4 本章结论 |
| 第4章 3D打印TC4表面微纳复合结构钛酸锶纳米管的制备与表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验流程 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 表面形貌与元素含量分析 |
| 4.3.2 粗糙度和结合力 |
| 4.3.3 相结构和化学态 |
| 4.3.4 抗腐蚀性分析 |
| 4.3.5 亲水性分析 |
| 4.3.6 涂层生物学特性分析 |
| 4.4 本章结论 |
| 第5章 纯钽表面“皮质状”微纳复合结构涂层的制备与表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验流程 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 表面形态分析 |
| 5.3.2 EDS和横截面分析 |
| 5.3.3 水热处理和亲水性分析 |
| 5.3.4 粗糙度和结合力分析 |
| 5.3.5 物相和化学状态分析 |
| 5.3.6 耐腐蚀性和离子释放行为 |
| 5.3.7 体外生物活性评估 |
| 5.3.8 “皮质状”陶瓷涂层的形成机理 |
| 5.4 本章结论 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 生物医用钛及钛合金 |
| 1.1.1 生物医用钛及钛合金的发展现状及趋势 |
| 1.1.2 生物医用钛及钛合金存在的问题 |
| 1.1.3 Ti-13Nb-13Zr合金的研究现状 |
| 1.2 医用多孔钛基生物复合材料的研究现状 |
| 1.2.1 医用多孔钛及钛合金 |
| 1.2.2 钛基/HA复合材料 |
| 1.2.3 多孔结构钛基/HA复合材料 |
| 1.3 多孔梯度材料的特点及研究现状 |
| 1.4 课题研究意义及内容 |
| 1.4.1 课题研究意义 |
| 1.4.2 课题研究内容 |
| 第二章 实验过程与方法 |
| 2.1 材料制备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 制备过程 |
| 2.2 材料表征方法 |
| 2.2.1 致密度的测定 |
| 2.2.2 微观组织演变 |
| 2.2.3 孔隙特征、界面分析 |
| 2.2.4 力学性能测试 |
| 2.2.5 电化学腐蚀性能表征 |
| 2.2.6 体外矿化性能分析 |
| 第三章 烧结温度对Ti-13Nb-13Zr基表面多孔合金组织和力学性能的影响 |
| 3.1 烧结温度对表面多孔合金微观组织结构的影响 |
| 3.1.1 烧结温度对表面多孔合金致密度的影响 |
| 3.1.2 烧结温度对表面多孔合金相组成的影响 |
| 3.1.3 烧结温度对表面多孔合金组织演变的影响 |
| 3.1.4 烧结温度对表面多孔合金界面结合的影响 |
| 3.2 烧结温度对表面多孔合金多孔层孔隙特征的影响 |
| 3.2.1 烧结温度对表面多孔合金孔隙参数的影响 |
| 3.2.2 烧结温度对表面多孔合金孔骨架及孔壁的影响 |
| 3.2.3 造孔剂含量对孔隙特征的影响 |
| 3.3 烧结温度对表面多孔合金力学性能的影响 |
| 3.3.1 力学性能 |
| 3.3.2 压缩断裂行为与力学增强机制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 HA含量对Ti-13Nb-13Zr基表面多孔梯度复合材料组织和性能的影响 |
| 4.1 HA含量对表面多孔复合材料微观组织的影响 |
| 4.1.1 不同HA含量的试探性烧结 |
| 4.1.2 HA含量对表面多孔复合材料相组成的影响 |
| 4.1.3 HA含量对表面多孔复合材料微观结构的影响 |
| 4.1.4 HA含量对表面多孔复合材料界面结合的影响 |
| 4.2 HA含量对表面多孔复合材料孔隙特征的影响 |
| 4.2.1 HA含量对表面多孔复合材料孔隙参数的影响 |
| 4.2.2 HA含量对表面多孔复合材料孔骨架及孔壁的影响 |
| 4.3 HA含量对表面多孔复合材料力学性能的影响 |
| 4.3.1 HA含量对表面多孔复合材料表面多孔层力学性能的影响 |
| 4.3.2 HA含量对表面多孔复合材料力学性能的影响 |
| 4.4 HA含量对表面多孔复合材料电化学腐蚀性能的影响 |
| 4.4.1 开路电位 |
| 4.4.2 动电位极化曲线 |
| 4.4.3 电化学交流阻抗谱 |
| 4.5 HA含量对体外矿化性能的影响及机制 |
| 4.5.1 HA对表面多孔复合材料矿化性能的影响 |
| 4.5.2 表面多孔复合材料矿化机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士期间发表论文目录 |
（7）掺铕二氧化钛改性涂层的成骨与抗炎效应研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 医用钛及钛合金的改性进展 |
| 1.2.1 生物化学法 |
| 1.2.2 物理方法 |
| 1.2.3 化学方法 |
| 1.3 微弧氧化改性技术的特点 |
| 1.4 铕元素在医学领域的应用进展 |
| 1.5 机体免疫反应在评价植入物材料中的作用 |
| 1.6 本研究的研究内容 |
| 第二章 材料的制备和表征 |
| 2.1 实验原材料 |
| 2.2 微弧氧化实验工艺制备材料 |
| 2.3 材料学表征与分析方法 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 涂层厚度测量仪 |
| 2.3.3 X射线衍射 |
| 2.3.4 X射线光电子谱 |
| 2.3.5 电感耦合等离子体发射光谱 |
| 2.3.6 水接触角测试 |
| 2.3.7 维氏硬度测试 |
| 2.3.8 统计方法 |
| 2.4 涂层理化特性及组成实验结果分析 |
| 2.4.1 直接观察各组材料表面形貌 |
| 2.4.2 涂层扫描电子显微镜结果及元素分析结果 |
| 2.4.3 涂层厚度测量结果 |
| 2.4.4 涂层X射线衍射分析结果 |
| 2.4.5 涂层X射线光电子谱结果 |
| 2.4.6 涂层电感耦合等离子体发射光谱 |
| 2.4.7 水接触角测试结果 |
| 2.4.8 维氏硬度测试结果 |
| 2.5 结论 |
| 第三章 掺铕的二氧化钛涂层对小鼠前体成骨细胞的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分子与细胞生物学实验方法 |
| 3.2.1 试剂与仪器 |
| 3.2.2 MC-3T3细胞培养 |
| 3.2.3 MC-3T3增殖活性检测 |
| 3.2.4 MC-3T3黏附能力检测 |
| 3.2.5 MC-3T3固定形态观察 |
| 3.2.6 MC-3T3细胞骨架观察 |
| 3.2.7 MC-3T3流式细胞周期测定 |
| 3.2.8 MC-3T3细胞成骨相关基因表达情况 |
| 3.2.9 统计方法 |
| 3.3 复合涂层对前体成骨细胞生物学性能影响的实验结果分析 |
| 3.3.1 MC-3T3细胞培养常规显微镜观察 |
| 3.3.2 MC-3T3细胞增殖活性结果分析 |
| 3.3.3 MC-3T3细胞黏附能力结果分析 |
| 3.3.4 MC-3T3细胞固定形态评估 |
| 3.3.5 MC-3T3细胞骨架形态分析 |
| 3.3.6 MC-3T3流式细胞周期测定结果 |
| 3.3.7 MC-3T3细胞成骨相关基因表达情况检测结果 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 不同微弧氧化涂层对小鼠单核巨噬细胞的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 分子与细胞生物学实验方法 |
| 4.2.1 试剂与仪器 |
| 4.2.2 RAW264.7细胞培养 |
| 4.2.3 RAW264.7细胞增殖活性检测 |
| 4.2.4 RAW264.7细胞黏附能力检测 |
| 4.2.5 RAW264.7细胞固定形态观察 |
| 4.2.6 RAW264.7细胞骨架观察 |
| 4.2.7 RAW264.7细胞M1和M2流式分型鉴定 |
| 4.2.8 RAW264.7细胞培养上清液中抗炎因子的表达 |
| 4.2.9 统计方法 |
| 4.3 复合涂层对RAW264.7细胞影响的实验结果分析 |
| 4.3.1 RAW264.7细胞培养常规显微镜观察 |
| 4.3.2 RAW264.7细胞增殖活性结果分析 |
| 4.3.3 RAW264.7细胞黏附能力结果分析 |
| 4.3.4 RAW264.7细胞固定形态评估 |
| 4.3.5 RAW264.7细胞骨架形态分析 |
| 4.3.6 RAW264.7细胞M1和M2流式分型鉴定 |
| 4.3.7 RAW264.7细胞培养上清液中抗炎因子的表达 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 结论 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 不足和展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
| 前牙区多牙缺失种植修复一例 |
| 参考文献 |
（8）镁合金表面生物活性磷酸盐涂层制备及性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 生物医用材料 |
| 1.1.1 生物医用材料的历史 |
| 1.1.2 生物医用材料的发展趋势 |
| 1.1.3 生物医用材料的分类 |
| 1.1.4 生物医用金属材料 |
| 1.2 可降解镁合金材料 |
| 1.2.1 生物医用镁合金的历史 |
| 1.2.2 生物医用镁合金的最新进展 |
| 1.2.3 镁合金的机械性能 |
| 1.2.4 镁及镁合金的腐蚀特性 |
| 1.3 生物医用可降解镁合金表面处理技术 |
| 1.3.1 等离子表面处理 |
| 1.3.2 激光表面处理 |
| 1.3.3 微弧氧化膜 |
| 1.3.4 化学转化膜 |
| 1.3.5 溶胶凝胶法 |
| 1.3.6 电沉积 |
| 1.3.7 有机和聚合物涂层 |
| 1.3.8 分子自组装涂层 |
| 1.4 论文的选题意义以及主要研究内容 |
| 第2章 实验材料和研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试样制备 |
| 2.2.1 镁合金基底 |
| 2.2.2 镁基金属玻璃的制备 |
| 2.2.3 磷酸盐转化膜的制备 |
| 2.2.4 镁基金属玻璃表面电沉积钙磷(CaP)涂层 |
| 2.3 研究方法 |
| 2.3.1 微观组织、成分和物相分析 |
| 2.3.2 力学性能测试 |
| 2.3.3 生物相容性 |
| 2.3.4 电化学测试 |
| 2.3.5 体外腐蚀浸泡测试 |
| 2.4 热力学稳定相图研究 |
| 第3章 镁合金表面镁磷(MgP)转化膜的制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 转化膜形貌表征 |
| 3.2.2 转化膜成分分析 |
| 3.2.3 转化膜电化学测试 |
| 3.2.4 腐蚀浸泡测试 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 镁合金表面制备镁磷、锌磷和钙磷类型转化膜及其耐蚀性和生物相容性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 磷酸盐转化膜的表征 |
| 4.2.2 不同转化膜涂层的结合力和生物相容性 |
| 4.2.3 短期电化学测试 |
| 4.2.4 长期腐蚀浸泡测试 |
| 4.2.5 腐蚀孔洞的EIS响应分析 |
| 4.2.6 时间常数屏蔽效应(TCS) |
| 4.2.7 不同转化膜和镁合金基底的腐蚀机理 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 镁基金属玻璃制备及其表面电沉积钙磷(CaP)涂层的制备 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 镁基金属玻璃性能的研究 |
| 5.2.1 微观结构表征 |
| 5.2.2 金属玻璃样品的力学性能 |
| 5.2.3 金属玻璃样品的电化学行为 |
| 5.2.4 金属玻璃样品的浸泡腐蚀测试 |
| 5.2.5 金属玻璃样品的腐蚀机理 |
| 5.2.6 金属玻璃的非晶形成能力与二元相图之间的关系 |
| 5.3 镁基金属玻璃表面电沉积CaP涂层 |
| 5.3.1 金属玻璃基底和CaP涂层制备方法 |
| 5.3.2 电沉积CaP涂层的形貌和成分分析 |
| 5.3.3 电沉积CaP涂层的电化学测试 |
| 5.3.4 电沉积CaP涂层的长期腐蚀浸泡测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 磷酸盐类涂层形成机理的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 镁磷(MgP)转化膜形成机理 |
| 6.3 镁磷(MgP)锌磷(ZnP)钙磷(CaP)类型转化膜形成机理比较 |
| 6.4 电沉积钙磷(CaP)涂层形成机理 |
| 6.5 钙磷(CaP)类涂层沉积原理 |
| 6.5.1 钙磷(CaP)热力学稳定相图分析 |
| 6.5.2 钙磷(CaP)热力学稳定相图中不同成分点沉积过程分析 |
| 6.5.3 溶液中Ca/P比值对DCPD单相涂层沉积的影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）Ti-6Al-4V合金表面钙磷复合涂层的构建与矿化行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 生物医用钛合金的应用研究 |
| 1.2.1 骨组织工程 |
| 1.2.2 钛合金骨替代物的应用现状 |
| 1.3 钛表面生物涂层的种类及研究进展 |
| 1.3.1 蛋白质涂层 |
| 1.3.2 生物活性玻璃涂层 |
| 1.3.3 钙磷涂层 |
| 1.3.4 仿生涂层 |
| 1.4 钛表面钙磷涂层的制备技术 |
| 1.4.1 物理气相沉积法 |
| 1.4.2 电火花加工法 |
| 1.4.3 溶胶-凝胶法 |
| 1.4.4 微弧氧化法 |
| 1.4.5 阴极电沉积法 |
| 1.5 生物活性添加剂及在钙磷涂层中的应用 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 生物活性涂层的制备 |
| 2.2.1 微弧氧化层的制备 |
| 2.2.2 微弧氧化钛表面钙磷涂层的制备 |
| 2.2.3 微弧氧化钛表面氧化石墨烯/钙磷涂层的制备 |
| 2.3 组织观察及结构分析 |
| 2.4 电化学性能测试 |
| 2.5 体外矿化实验 |
| 2.6 体外细胞实验 |
| 2.6.1 体外细胞培养 |
| 2.6.2 Presto Blue测试 |
| 2.6.3 ALP活性测试 |
| 2.6.4 细胞形貌观察 |
| 2.7 统计学分析 |
| 第3章 钛合金表面钙磷复合涂层的设计与构建 |
| 3.1 设计思路 |
| 3.2 微弧氧化层的构建 |
| 3.2.1 微弧氧化层的形貌 |
| 3.2.2 微弧氧化层的性能 |
| 3.2.3 微弧氧化层的形成过程 |
| 3.3 钙磷表面层的设计与构建 |
| 3.3.1 钙磷涂层形成的热力学条件 |
| 3.3.2 钙磷涂层的微观结构 |
| 3.3.3 钙磷涂层的性能 |
| 3.4 钙磷涂层的矿化 |
| 3.4.1 钙磷涂层的矿化热力学条件 |
| 3.4.2 钙磷涂层的矿化行为 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 微弧氧化钛表面钙磷涂层的形成过程与机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 阴极电沉积工艺对钙磷涂层微观结构的影响 |
| 4.2.1 沉积温度的影响 |
| 4.2.2 沉积电流密度的影响 |
| 4.3 钙磷涂层在微弧氧化钛表面的形成机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 模拟体液中钙磷涂层电化学行为与矿化机理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微弧氧化钛基体的矿化与电化学行为 |
| 5.2.1 微弧氧化钛基体的矿化行为 |
| 5.2.2 微弧氧化钛的电化学行为 |
| 5.3 钙磷涂层的矿化行为 |
| 5.3.1 沉积温度对涂层的矿化行为的影响 |
| 5.3.2 沉积电流密度对涂层矿化行为的影响 |
| 5.4 钙磷涂层的电化学行为 |
| 5.4.1 沉积时间对涂层电化学行为的影响 |
| 5.4.2 沉积温度对涂层电化学行为的影响 |
| 5.4.3 沉积电流密度对涂层电化学行为的影响 |
| 5.5 钙磷涂层的矿化机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 氧化石墨烯对钛表面涂层结构和性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 碳材料添加剂对微弧氧化层的影响 |
| 6.2.1 碳材料添加剂的结构特征 |
| 6.2.2 碳材料添加剂对微弧氧化层微观结构的影响 |
| 6.2.3 碳材料添加剂对微弧氧化层性能的影响 |
| 6.3 氧化石墨烯对3D打印多孔支架表面的微弧氧化层的影响 |
| 6.3.1 电解液成分对微弧氧化层微观结构及性能的影响 |
| 6.3.2 氧化石墨烯对微弧氧化层微观结构的影响 |
| 6.3.3 氧化石墨烯对微弧氧化层性能的影响 |
| 6.4 氧化石墨烯对微弧氧化钛表面双相钙磷涂层的影响 |
| 6.4.1 氧化石墨烯浓度对双相钙磷涂层的影响 |
| 6.4.2 氧化石墨烯对双相钙磷涂层微观结构的影响 |
| 6.4.3 氧化石墨烯对双相钙磷涂层性能的影响 |
| 6.4.4 氧化石墨烯对双相钙磷涂层形成的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）钛基植入材料涂层的生物活性及其对口腔菌群遗传多样性的影响（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.2.1 钛及钛合金植入材料的特点 |
| 1.2.2 钛及钛合金植入材料的优缺点比较 |
| 1.2.3 钛及钛合金基材表面改性的研究与进展 |
| 1.2.3.1 钛及钛合金基材表面改性的技术 |
| 1.2.4 用于口腔医学领域植入体的特点与研究方向 |
| 1.2.5 抗菌材料在医学方面的应用 |
| 1.2.5.1 抗菌材料在临床医学中的应用 |
| 1.2.5.2 抗菌材料在口腔领域的临床应用 |
| 1.2.6 稀土族元素在生命科学领域的应用及前景 |
| 1.3 研究目的 |
| 1.4 研究意义 |
| 1.5 研究内容 |
| 1.5.1 载钇羟基磷灰石纯钛改性涂层的生物相容性与抗菌特性研究 |
| 1.5.2 掺钇二氧化钛微孔涂层的生物相容性与抗菌性能研究 |
| 第二章 载钇羟基磷灰石纯钛表面改性涂层的生物相容性与抗菌特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验设计 |
| 2.3 结果 |
| 2.3.1 涂层表面形貌观察以及化学成分分析 |
| 2.3.1.1 基于AFM和 SEM样品的表面形貌与粗糙度分析 |
| 2.3.1.2 样品的水接触角(亲水性)结果分析 |
| 2.3.1.3 样品的XRD与 EDS结果分析 |
| 2.3.2 载钇羟基磷灰石纯钛表面改性涂层的体外相容性评价 |
| 2.3.2.1 样品对细胞增殖及细胞毒性影响 |
| 2.3.2.2 AO/EB染色观察HGF细胞铺展,爬附情况及形态变化 |
| 2.3.2.3 SEM观察细胞在样品表面铺展情况 |
| 2.3.2.4 AFM观察细胞在材料表面的微形貌及力学性质改变 |
| 2.3.2.5 ELISA检测在样品表面的HGF分泌的Col-1 水平 |
| 2.3.3 载钇羟基磷灰石纯钛表面改性涂层抗菌能力的评价 |
| 2.3.3.1 CCK-8法检测样品在改性材料的表面的抗菌能力 |
| 2.3.3.2 AO/EB染色观察材料的抗菌性能表现 |
| 2.3.4 载钇羟基磷灰石纯钛表面改性涂层对HGF细胞层纤连蛋白表达稳定性的影响 |
| 2.4 讨论 |
| 第三章 载钇二氧化钛涂层的生物相容性与抗菌性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 材料、仪器与方法 |
| 3.2.2 实验设计 |
| 3.2.3 样品制备及表征方法 |
| 3.3 结果 |
| 3.3.1 载钇二氧化钛涂层的体外相容性研究 |
| 3.3.1.1 CCK-8法检测成骨细胞增殖-毒性效应 |
| 3.3.1.2 吖啶橙染色观察MC3T3-E1细胞在样品表面的铺展、增殖情况 |
| 3.3.1.3 SEM观察MC3T3-E1 细胞在改性涂层表面的微形貌的改变 |
| 3.3.1.4 AFM观测MC3T3-E1 细胞在改性涂层表面的微形貌以及力学性质变化 |
| 3.3.1.5 F-actin标记的共聚焦显微镜观察改性涂层表面上HGF的细胞骨架形态学 |
| 3.3.1.6 茜素红染色定性观察材料表面MC3T3-E1矿化情况 |
| 3.3.1.7 ELISA法检测材料生长的MC3T3-E1 细胞上清液中ALP与 TGF-β的水平 |
| 3.3.1.8 WB检测材料表面MC3T3-E1 细胞中BMP-2 蛋白表达 |
| 3.3.2 载钇二氧化钛涂层的抗菌性能研究 |
| 3.3.2.1 CCK-8法测量金黄色葡萄球菌与大肠杆菌在改性材料表面增殖情况 |
| 3.3.2.2 AO/EB荧光染色观察材料表面细菌分布 |
| 3.3.2.3 SEM观察细菌在涂层表面的生长形态变化 |
| 3.4 讨论 |
| 第四章 载钇羟基磷灰石及二氧化钛涂层对口腔菌群遗传多样性影响的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料方法 |
| 4.2.1 材料与仪器 |
| 4.2.2 样品采集 |
| 4.2.3 实验设计及流程 |
| 4.3 结果 |
| 4.3.1 OTU聚类分析 |
| 4.3.2 菌群多样性分析 |
| 4.3.3 菌群差异度分析 |
| 4.4 讨论 |
| 第五章 载钇羟基磷灰石及二氧化钛涂层抗炎作用的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 钛丝复合材料的制备 |
| 5.2.2 斑马鱼材料植入模型建立及检测方法 |
| 5.2.3 统计学方法 |
| 5.3 结果 |
| 5.3.1 ELISA检测炎症因子表达量 |
| 5.3.2 组织形态观测 |
| 5.4 讨论 |
| 第六章 结论与研究展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 中英文缩略词表 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
四、钛基表面钙磷涂层的制备和生物活性研究（论文参考文献）
- [1]钛基合金表面离子注入磷元素改善生物学性质的研究[J]. 刘璠. 硬质合金, 2022(01)
- [2]基于聚吡咯调控的钛基表面载药多功能复合涂层的构建及性能研究[D]. 武华君. 新疆师范大学, 2021
- [3]医用钛合金Ti-6Al-4V表面ZrO2-HA复合涂层的制备及其性能研究[D]. 班美丽. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]载锂二氧化钛纳米复合涂层对大鼠施万细胞生物学性能的影响[D]. 程景阳. 兰州大学, 2021(09)
- [5]医用金属表面微纳复合结构涂层的制备与应用研究[D]. 魏永杰. 吉林大学, 2021(02)
- [6]Ti-13Nb-13Zr基表面多孔复合材料的制备与性能研究[D]. 刘龙. 昆明理工大学, 2021(02)
- [7]掺铕二氧化钛改性涂层的成骨与抗炎效应研究[D]. 曹睿. 兰州大学, 2021(11)
- [8]镁合金表面生物活性磷酸盐涂层制备及性能的研究[D]. 宰伟. 吉林大学, 2020(03)
- [9]Ti-6Al-4V合金表面钙磷复合涂层的构建与矿化行为[D]. 伞宏赡. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [10]钛基植入材料涂层的生物活性及其对口腔菌群遗传多样性的影响[D]. 张凯亮. 兰州大学, 2020