生物医用多孔钛的研究进展和发展方向讲解.docx
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生物医用多孔钛的研究进展和发展方向讲解
钛材塑性加工技术课题
研究报告
题目生物医用多孔钛的研究进展和发展方向
学生姓名李云飞学号20111112033
指导教师评语：
签字：
评阅教师评定成绩签字：
摘要
金属钛及其合金由于具有良好的生物相容性，耐腐蚀性以及优异的力学性能，现已广泛用做承重部位的骨修复或骨替换材料。
然而，一方面钛的弹性模量与宿主骨组织的不匹配，由此引起骨组织不能够受到足够的加载而产生应力屏蔽导致植入体松动失效。
另一方面由于钛表面的生物惰性本性使得植入体与骨之间不能形成生物活性结合而导致植入体与骨界面结合松动。
钛及其合金这两方面的缺点严重影响了植入后的使用寿命。
在钛中引入孔隙制备成多孔钛，通过控制孔隙率来控制其弹性模量与骨组织相匹配可解决由弹性模量不匹配而引起的应力屏蔽问题。
对钛表面进行表面改性使其表面活化可解决植入体与骨之间的界面结合稳定性问题。
本文对多孔钛的制备方法及钛表面活化的方法进行了综述。
提出了采用浆料发泡法制备生物力学相容多孔钛，接着采用化学表面改性的方法对多孔钛进行表面活化，最后对表面改性前后的多孔钛进行生物学评价，为其临床应用提供依据。
关键词多孔钛，生物活性，浆料发泡法
目录
摘要-1-
1综述-4-
1.1国内外研究现状-4-
1.1.1钛及钛合金的研究现状-4-
1.1.2多孔钛的研究现状-4-
2多孔钛的制备-6-
2.1多孔钛的制备工艺研究现状-6-
2.2松装烧结法-6-
2.3添加造孔剂材料法-7-
2.4有机泡沫浸渍法-8-
2.5固态发泡法-8-
2.6自蔓延高温烧结法-9-
2.7钛纤维烧结法-10-
2.8浆料发泡法-10-
3多孔钛的表面改性-13-
3.1多孔钛的表面改性及其生物学效应研究现状-13-
3.2酸处理-14-
3.4碱处理-15-
3.5酸碱两步法-16-
3.6双氧水处理-16-
3.7溶胶一凝胶法-17-
3.8预钙化处理法-17-
3.9表面诱导矿化法-18-
4课题的意义-19-
4.1课题学术及使用意义-19-
4.2课题研究目的、内容、技术路线-19-
4.2.1研究目的-19-
4.2.2研究内容-19-
4.2.3技术路线-20-
4.3创新之处与拟解决的关键问题-20-
4.3.1创新之处-20-
4.4拟解决的关键问题-21-
4.5预期目标-21-
4.6可行性论证-21-
6、参考文献-22-
1综述
1.1国内外研究现状
1.1.1钛及钛合金的研究现状
钛及钛合金良好的的生物相容性、耐腐蚀性和综合力学性能，受到了在生物材料领域的广泛关注。
研究认为纯钛及钛合金具有良好生物相容性，这主要归功于其表面形成了致密的钝化二氧化钛氧化膜，二氧化钛无毒性，在体液环境中溶解度很低，具有稳定的化学惰性。
BotheRT等在二十世纪四十年代最早开展了钛与骨组织之间的反应研究，随后很多学者对钛的生物学性能开展了大量研究。
目前钛及钛合金已成功被用作植入人体的硬组织替代物，制造骨钉、牙种植体、人工关节、骨板等医疗器械。
实际的临床使用中，因为钛及钛合金不具有生物活性，造成钛及钛合金材料在人体内与骨组织结合强度低、创口不易愈合等问题。
钛及钛合金弹性模量与其它医用金属材料相比弹性模量较低，与骨组织最接近，但相差仍然很大。
纯钛的弹性模量约为110GPa，Ti6Al4V约为105GPa，远高于皮质骨的弹性模量（10-40GPa）。
由于钛合金与骨组织的弹性模量不匹配，当钛及钛合金植入体内后将出现应力应力遮挡现象，进而导致植入体周围的骨组织产生骨质疏松，骨界面慢性疲劳破坏、骨细胞坏死等问题，造成植入体松动或脱落，植入手术失败。
为保证植入体与骨组织界面结合强度，骨替代或修复材料除了要有足够的强度和韧性以外，还要具有接近骨组织的弹性模量。
1.1.2多孔钛的研究现状
为了解决植入体与骨之间的稳定性问题和植入体与骨之间弹性模量的不匹配问题，大量的研究集中在制备具有多孔结构的多孔钛上。
多孔钛由于孔隙的引入极大地改善了钛的力学性能和生物学性能，它具有如下优点：
（1）多孔钛的强度和弹性模量可以通过改变孔隙率来调整，达到与被修复骨组织相匹配的力学性能，从而减轻或消除应力屏蔽效应，延长植入体的使用寿命；
（2）多孔钛的多孔结构有利于成骨细胞粘附、分化和生长，促进骨组织长入孔隙形成机械嵌合，从而实现生物固定，增强植入体与骨之间的稳定性。
（3）连通的多孔结构有利于水分和营养物质在多孔钛植入体内部传输，有利于骨组织再生和重建，加快痊愈过程。
多孔钛同时具有优良的强度和韧性，这是多孔聚合物和多孔陶瓷不可比拟的。
在多孔钛应力-应变曲线中，弹性变形后有一个较长的应力平台，能有效地缓冲外来冲击力。
基于上述优点，多孔钛作为一种新型的骨组织修复或替换材料，具有广阔的应用前景。
2多孔钛的制备
2.1多孔钛的制备工艺研究现状
由于钛具有极高的熔点（1670℃），液体钛与氧气、氮气等环境气体有极高的化学亲和性，环境气体溶于液体钛中会降低钛的塑性，同时液体钛与大多数模具材料也有很高的反应性。
因此，目前主要采用在较低的温度和不十分苛刻的条件就能制备出多孔钛的粉末冶金方法，避免采用易于引起污染的液态方法。
粉末冶金制备多孔钛的主要方法如下：
2.2松装烧结法
将钛粉末或钛珠松装于模具内进行无压烧结，在烧结过程中粉末颗粒相互粘结，从而形成多孔烧结体。
它是一种最简单的制备多孔钛的方法。
Oh等在加压或没有加压的条件下烧结球形钛粉，获得了5～37％的孔隙率。
测试结果表明多孔钛的杨氏模量和抗压屈服强度随着孔隙率的增加线性减少。
当孔隙率为30％时，多孔钛的弹性模量与人皮质骨相近。
瞬间放电等离子体烧结制备多孔钛是最近几年发展起来的快速烧结多孔钛的方法。
商业纯钛粉通过该方法制得的多孔钛的孔隙率大约为30％。
它允许在相对高压（20～30MPa）、非常低的温度（560～700℃）和极短的时间（3～20分钟）等条件下烧结，随后在1000℃下进行热处理改善多孔钛的力学性能。
图2-1松装烧结法制备多孔钛的孔隙结构
松装粉末烧结法的特点在于孔的尺寸和形状由钛粉的尺寸和形状所控制。
对于球形粉，孔隙率至多为50％，该法制备得到的多孔钛孔隙率较低，不能能为组织的长入提供充分的空间，并且孔的形状为高度的非球形，在粉末之间烧结颈处的孔是尖的，在疲劳条件下，裂纹可能从此处引发。
2.3添加造孔剂材料法
将造孔剂和钛粉混合，加压成型，然后去除造孔剂，再高温烧结得到多孔钛。
本方法通过选取适当的粉末粒度、形态和含量的造孔剂可以有效控制孔隙的孔径、形态和孔隙度。
造孔剂不能污染钛，不与钛在高温的情况下发生反应，而且容易去除。
目前最常用的孔隙材料有碳酸氢氨，尿素，石蜡，氯化钠,金属镁和一些高分子聚合物。
选用碳酸氢氨（200-600μm）作成造孔剂，用商业用纯钛（纯度99.9%粒度不大于45μm）制备出孔隙率高达80%，孔隙结构比较理想的多孔钛，成型工艺见图3-2。
图2-2添加孔隙材料制备多孔钛的成型工艺
通过扫描电镜对所制备的多孔钛的观察发现，多孔钛中存在两种孔隙，一种是尺寸为200-500μm的大孔，另外一种是均匀分布在大孔的孔壁上的孔径为10μm左右的小孔如图2-3，此孔隙结构被认为是材料具有骨诱导性的最优化三维结构。
图2-3孔径10μm左右的小孔为电子扫描电镜
2.4有机泡沫浸渍法
将海绵状有机泡沫切割成所需形状后浸泡含有所需金属粉末的料浆，干燥浸浆海绵除去溶剂后，在某一温度下加热使有机海绵体分解或热解，在更高的温度下进一步加热留下的金属体使其烧结，冷却后即得到具有连通孔隙的高孔率多孔金属。
也可将金属粉末调成悬胶体注入开口多孔结构（如泡沫塑料），除去有机介质，将金属粉末粒子烧结成多孔体。
用这种方法可以制得孔隙率高达90%的多孔金属，但这种由对开口多孔基体溶浆烧结，再制出一个完全的开口结构多孔金属的能力是有限的，因为随着注入金属量的增加和有机基体孔体尺寸的减小，复制基体开口孔的能力越来越小、内部很多孔隙被堵塞。
2.5固态发泡法
固态发泡法是一种不同于传统发泡法的制备多孔金属的新工艺，该工艺已被成功应于制备非合金钛和钛合金（Ti-6Al-4V）。
首先把钛粉在Ar气氛中热等静压，得到含有分散均匀的高压Ar小气孔的毛胚;然后将毛胚进行高温烧结（1200℃），在烧结的过程中，封闭在毛胚中的高压Ar气泡受热膨胀制得多孔钛。
己有文献对其成孔的原理进行报道。
用此方法可制备出孔隙率为40%的多孔钛。
该方法的最大优势是有效地克服了钛的熔点太高（1668℃）而不能用传统的液态发泡法的缺点，可以用于大规模工业化生产，但用此方法制备的多孔钛孔隙率不高，有待进一步的完善。
图2-4固态发泡法的工艺图
2.6自蔓延高温烧结法
自蔓延高温合成法（又称燃烧合成法）制备多孔钛合金是近年来发展很快的一种新方法。
它的原理是利用化学反应自身的生成热来维持材料的合成，当反应被引发以后，随着燃烧波的推进、反应物转变成生成物。
李丙云等用此方法制得的多孔镍钛合金，其孔隙分布均匀见图2-5，总孔隙率为（30-40）vol%，其中开孔占95%左右。
该方法弥补了多孔体的其他制造方法生产周期长、能耗大、工艺复杂等缺点，可有效降低制备成本。
此方法现主要运用于制备多孔镍钛形状记忆合金。
图2-5孔镍钛合金孔隙分布
总孔隙率为（30-40）vol%，其中开孔占95%左右。
该方法弥补了多孔体的其他制造方法生产周期长、能耗大、工艺复杂等缺点，可有效降低制备成本。
此方法现主要运用于制备多孔镍钛形状记忆合金。
2.7钛纤维烧结法
此方法是九十年代才发展的多孔钛制备工艺。
具体的制备过程为:
将钛丝放入一定的模具中加压成型，然后烧结。
用此方法制备的钛纤维网植入体（TFMI）具有优良的生物相容性以及杰出的体内耐腐蚀性和承重性能，吸引了很多科学家从事相关的研究，TFMI也被用于椎间盘、下领骨重建、人工关节系统的柄的表面涂层以及经皮器件。
这种方法制备的多孔钛孔隙结构不适合医用，多孔钛强度较高，具有良好的生物力学相容性，也具有能让骨组织长入的连通的三维孔隙结构，但由于其孔壁上无微米级小孔而不具备骨诱导性使骨修复速度大大减慢。
2.8浆料发泡法
将钛粉末、发泡剂和有机物（粘结剂和分散剂）按照一定的比例一起制成混合浆料，注入模具中，在一定的温度下发泡，然后烧结冷却后，即可制得多孔钛。
这是一种制备开孔多孔钛的有效方法，见图2-7。
图2-7多孔钛制备工艺
这种方法制备出不同孔隙率的多孔钛。
力学测试结果发现，孔隙率为58％的多孔钛的抗压强度为190．7MPa，抗弯强度为159MPa，弹性模量为4．15GPa，与人骨的力学性能非常相似，有利于避免植入体与骨的力学性能的不匹配带来的应力集中，提高植入体的寿命。
表1多孔钛的各种制备方法比较
制备方法
特点
松装烧结法
制备方法简单，局限性在于孔的尺寸和形状由钛粉的尺寸和形状所控制。
对于球形粉，孔隙率至多为50％，并且孔的形状为高度的非球形，在粉末之间烧结颈处的孔是尖的，在疲劳条件下，裂纹可能从此处引发。
添加造孔剂材料法
孔隙率高，骨诱导性好，制备方法复杂，成本高，力学性能不能与骨组织匹配。
有机泡沫浸渍法
孔隙率较高，孔的连通性较好，孔壁上无小孔分布，力学性能不能与骨组织匹配。
固态发泡法
多孔钛的形状、尺寸、连通性和体积百分数独立于最初的粉末预成型体；处理过程复杂，设备要求较高，孔的连通性较差，孔隙率很少超过50%。
自蔓延高温烧结法
可以获得高纯度的多孔钛合金，孔结构各向异性，设备要求较高。
钛纤维烧结法
用此方法制备的钛纤维网植入体（TFMI）具有优良的生物相容性以及杰出的体内耐腐蚀性和承重性能，具备骨诱导性
浆料发泡法
制备方法简单，成本低，孔隙率可以调整，孔的连通性较好，孔壁上有小孔，工艺不稳定。
对各种制备方法的比较见表1。
综合各种因素,本研究选择浆料发泡法，它制备方法简单，成本低，孔隙率可以调整到与骨组织力学性能匹配，孔的连通性较好，孔壁上有小孔，满足临床应用要求。
尽管多孔钛有很多的优点，但它毕竟是一种生物惰性金属材料，新生骨与植入物之间只能形成骨整合，而非强有力的化学键结合，导致植入在其体内状态下的寿命受到影响。
因此，不断开发新的多孔钛的制备工艺，或者将各种制备方法进行有效的结合，充分利用各种制备方法的优点来制备具有良好的生物力学相容性和完善的多孔结构的多孔钛是生物医用多孔钛制备的发展方向。
3多孔钛的表面改性
3.1多孔钛的表面改性及其生物学效应研究现状
当前，根据不同的临床需要，开发出了各种各样的表面改性技术来对致密钛及其合金进行表面改性。
这些方法根据在材料表面改性层的形成机理不同可以分为机械法、化学法和物理法等。
见下表2，它们用各种不同的表面改性技术来提高钛及其合金的生物活性、生物相容性、血液相容性。
表2常用的钛及钛合金植入体表面改性方法一览表
表面改性方法
改性层
改性目的
机械方法：
研磨/抛光/喷砂
粗糙或光滑表面
产生特定的表面拓扑形貌；清洁和粗化表面；提高结合能力
化学方法：
化学处理/酸处理
表面氧化层小于10nm
除去表面氧化层和污染
碱处理
约1μm厚的钛酸钠凝胶
提高生物相容性、生物活性或骨传导性
双氧水处理
约5nm厚内部致密外部多孔的氧化层
提高生物相容性、生物活性或骨传导性
溶胶—凝胶法
约10μm厚的薄膜，例如：
磷酸钙，二氧化钛，氧化硅
提高生物相容性、生物活性或骨传导性
阳极氧化
10nm—40nm的二氧化钛层有阴离子电解质的吸附和注入
产生特定的表面拓扑形貌，提高抗腐蚀能力;提高生物相容性、生物活性或骨传导性
化学气相沉积
约1μm厚的TiN、TiC、TiCN、金刚石和类金刚石炭薄膜
提高抗磨损性、抗腐蚀能力及血液相容性
生物化学法
通过硅烷化氧化钛、光化学、自组装单分子层、抗蛋白等改性
通过在表面固定多肽、蛋白质或生长因子来诱导特定的细胞和组织反应
物理方法：
热喷涂/火焰喷涂/等离子喷涂/HVOF/DGUN
30-150μm的涂层，例如:
Ti、HA、
提高抗磨损性、抗腐蚀性及生物学性能
物理气相沉积蒸发/离子电镀法/溅射
约1厚的TiN、TiC、TiCN、金刚石和类金刚石炭薄膜
离子注入和沉积线性离子束注入/PIII
约10nm厚的改性层和微米级的薄膜
改变表面组成；提高抗磨损、抗腐蚀能力及生物相容性
辉光放电等离子体处理
1nm-10nm的表面改性层
表面清洁，灭菌，氧化，渗碳；自然氧化层去除
对于骨替换材料，主要是为了提高其生物相容性和生物活性。
在目前应用于钛表面改性的机械方法、物理方法、化学方法等三类方法中，机械方法明显不适用于具有多孔结构的多孔钛；以等离子喷涂为代表的物理方法受视线效应影响也难以在多孔钛的内部孔隙制备均匀分布的涂层。
因而，提高多孔钛生物相容性、赋予其生物活性的主要是化学法。
化学法基于发生在钛与溶液界面上的化学反应使其活化，然后在生理环境和模拟体液中浸泡，自然沉积类骨磷灰石。
化学法目前有较多的研究，现将几种主要的能够用于多孔钛的化学处理方法及其生物学研究进展介绍如下：
3.2酸处理
酸处理经常用来除掉金属表面的氧化物和污染，从而获得清洁和均匀的表面。
混合酸广泛用来预处理钛。
由10-30
1％+1．3％
1％HF组成的水溶液被推荐用作酸预处理标准液。
氢氟酸很容易攻击TiO2并与Ti反应形成可溶性的氟化钛和氢。
氢注入钛会导致表面层的脆性，但是硝酸和氢氟酸的比率在lO～1之间可以使自由氢的形成最小化。
Takeuchi等研究了三种酸（NaS2O8，H2SO4和HCl）去除钛表面污染物的效率，结果发现HCl是优异的去污剂，因为它能很容易地溶解钛盐而不会弱化钛表面。
酸刻蚀通常在表面形成薄的氧化层（<10rim），这种氧化层在空气中缓慢生长，在400天的时间里从3nm长6nm，氧化物中主要是TiO2，但是通常也能观察到来自刻蚀液的残留物，特别是含氟的化合物。
一些处理导致氢注入氧化钛层以下的表面区域，即使对刻蚀的表面进行后续的热处理，这些残留物仍然保留。
酸处理通常和其它处理一起来提高钛的性能。
3.4碱处理
Kim等首次引入碱热处理来提高钛的生物活性。
碱热处理的过程如下：
将钛置于10mol／L或5mol／L的NaOH或KOH溶液中24h，清洗、干燥后以5℃／min的升温速度在600℃下热处理1h。
经过处理，在钛表面形成了多孔表面。
薄膜XRD显示钛酸钠水凝胶在钛基体上形成。
在SBF中浸泡后发现类骨磷灰石在其表面形成，显示碱热处理钛具有生物活性。
Nishio等检测了骨髓细胞在碱热处理钛和在表面沉积有结晶的羟基磷灰石的碱热处理钛表面的成骨分化情况，结果显示磷灰石形成在成骨分化方面扮演了一个重要的角色，表面沉积有结晶的羟基磷灰石的碱热处理钛为骨髓细胞分化提供最有利的条件。
在后期阶段，可能是由于在其表面形成了磷灰石层，碱热处理钛也能够为骨髓细胞分化提供有利条件。
Kim等认为碱热处理钛通过在其表面形成磷灰石与骨发生键合。
Yah等研究了碱热处理和表面诱导的类骨磷灰石对钛植入体骨结合能力的影响，结果表明碱热处理能够加速钛植入体的骨结合行为，通过在钛植入体表面诱导生物活性表面层增强骨一植入体之间的结合强度
Kim等报道仅仅进行碱处理而没有进行热处理的钛在模拟体液中浸泡时，能像碱热处理钛一样有能力在其表面形成磷灰石。
胶带将碱处理表面层从基体上脱附表明它们之间的结合力较弱，因此他们推荐用热处理来形成更稳定的钛酸钠层。
他们还表明一旦磷灰石层形成，磷灰石层与碱处理钛之间的拉伸强度可以与碱热处理相比拟。
Nishiguehi等评价了热处理对碱处理钛骨结合能力的影响，结果表明碱热处理钛直接与骨形成化学键合，而仅仅进行碱处理的则不能，这是由于碱处理钛表面形成的生物活性层是不稳定的，可能在保存或植入期间失去了磷灰石形成的能力。
为了获得骨键合能力，碱和热处理是必不可少的。
Uchida等研究了水处理对碱处理钛磷灰石形成能力的影响。
他们将钛置入60℃下5mol／L的NaOH溶液24h，随后在40℃--80℃的去离子水中浸泡48小时，最后在600℃进行热处理1h。
这种处理将钛酸钠转化为锐钛矿，去除了处理层中的钠离子，显著地提高了金属沉积磷灰石的能力。
Fujibayashi等考察了通过碱热处理制各的生物活性钛在去除钠离子后对骨结合能力的影响。
体内生物学活性在4、8、16、24周后通过力学和生物学检查。
结果发现，在术后4周和8周，钠离子去除增强了生物活性钛的骨结合能力，然而在16周和24周，它的骨结合强度低于传统的碱热处理钛。
分离测试后的组织学检查揭示在不含钠离子生物活性钛的处理层发生断裂。
钠离子去除加速了生物活性钛的体内活性，并引起了更快的骨键合，这是由于形成了锐钛矿的Ti02，但是钠离子的完全去除导致表面的分级结构的丧失降低了处理层和钛基体之间的黏附强度。
自从Kim和Kokubo等介绍碱热处理可以提高钛的生物活性，为了获得更优的生物活性，许多研究人员进一步调查了其机理和优化的工艺参数。
3.5酸碱两步法
酸碱两步法就是先用酸处理后再用较低浓度的碱处理，它的基本思想是用盐酸和硫酸侵蚀钛，以便在其表面形成微孔，增大表面积；再通过低浓度碱液浸泡，使钛表面形成较厚的、微孔的钛表面氧化层，这层氧化层可以改善钛植入体的生物活性。
Wen等报道通过酸（HCI+H2S04）碱（NaOH）两步处理法可以制备生物活性的钛表面，并能够在过饱和钙化液中快速诱导磷灰石在钛表面沉积。
Jonasova等,假定用NaOH处理的钛在模拟体液中浸泡后形成的磷灰石是非均匀和不一致的。
作者探索出在惰性气氛下用HCl刻蚀钛来形成一致的微粗糙表面，在碱处理之后，这种微粗糙表面仍然保持不变，它为原位磷灰石沉积提供了更好的条件。
在用NaOH进行碱处理之后，发现磷灰石形核是均匀的，沉积磷灰石的厚度随着时间的增加而连续地增加。
通过酸（HCl）和随后的碱（NaOH）两步法处理钛提供了一个合适的方法来增强表面骨键合能力。
3.6双氧水处理
氧化钛凝胶涂层能够提高钛植入体的生物活性，因为在模拟体液中浸泡时，氧化钛凝胶能够诱导磷灰石的形成。
钛表面能够与H2O2反应生产Ti-OOH凝胶。
在H2O2/0.1MHCl溶液中处理钛能在其表面形成无定型Ti02凝胶，凝胶层的厚度几乎随着处理时间线性增加。
在300℃以上的热处理使凝胶逐渐从无定型转化成结晶态态的锐钛矿；在600℃热处理之后，金红石开始出现；在700℃以上处理，凝胶发生显著的致密化。
在凝胶层超过了最小的厚度（0.2μm）和随后经过合适的处理温度（400--600℃）之后表现出沉积磷灰石的能力．
在H2O2/TaCl5溶液中处理钛也能够在钛表面形成TiO2凝胶层。
在200℃以下处理仍然保持无定型结构，在模拟体液中浸泡7天，没有显示出生物活性。
而在300--600℃进行热处理，无定型TiO2转变成锐钛矿并在模拟体液中沉积磷灰石显示出活性。
磷灰石择优在更厚的氧化钛凝胶裂缝内部形核。
在浸泡2天后，样本表面几乎全部被磷灰石覆盖。
随后加热去除氧化钛凝胶中的过氧自由基和形成的锐钛矿归功于增强磷灰石的形成能力。
S．Kaneko等通过体内实验验证了这种方法。
他们将H2O2/TaCl5溶液处理的钛植入兔子的胫骨，未处理的钛做对照。
通过推出实验来评价植入体和骨组织之间的剪切力。
在手术后8周，植入4．2mm孔处理钛的剪切力显著高于未处理钛，尽管处理并没有改变表面粗糙度。
此外，植入4．0mm孔样品的剪切力高于4．2mm的孔。
作者通过体内实验证实H2O2/TaCl5溶液处理能够使钛植入体与周围骨组织形成生物活性结合，从而赋予钛植入体更高的骨结合能力。
Kim等用H2O2/TaCl5溶液处理钛纤维网眼表面，考察了这种处理对纤维网眼力学和组织学的影响。
结果发现，在术后3周和5周时，处理样本与骨之间的结合强度随着植入时间的增加而增加，比未处理样品提供更快的固定。
在术后8周时，处理和未处理样本的骨结合强度近似相等。
化学处理后，在纤维网眼上和网眼内新骨形成的量显著增加，而且可以加快纤维网眼中骨形成的速率。
这些表明化学处理赋予钛纤维网眼的骨传导性能够增强早期阶段的骨形成，获得更快的骨结合强度。
3.7溶胶一凝胶法
此法是在钛和钛合金表面制备生物活性涂层，使钛具有生物活性。
溶胶一凝胶法主要可以分成五个步骤：
（1）水解和聚合；
（2）凝胶化；（3）陈化；（4）干燥；（5）致密化和结晶。
通常在先驱体的醇溶液中加入少量水，先驱体水解并聚合形成聚合胶体。
有时还加入少量酸作催化剂。
采用旋转法或浸提法即可在钛表面制作薄的溶胶凝胶涂层，如果是形状复杂的基体，一般采用浸提法。
涂敷后的基体在一定温度下干燥形成凝胶膜，经高温热处理后，即可得到溶胶凝胶涂层。
溶胶凝胶法广泛用于沉积薄的陶瓷涂层。
与传统的薄膜方法相比，它能够更好地控制涂层的化学组成和微观结构，能够制备出均匀的薄膜，降低致密化温度，所需设备简单，成本低。
它是最近几年才引入生物医学领域的，目前已经在钛和钛合金表面制备出多种涂层，如TiO2，CaP，TiO2/CaP复合涂层等。
3.8预钙化处理法
这是一种简单、快速的表面活化方法，就是将经过表面改性或未经
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