DOI:10.1016/j.surfcoat.2020.126256
本研究旨在探討通過電紡聚乙二烯/羥基磷灰石（PVP/HA）掩蔽和隨后的Nd-YAG脈沖激光處理改性的工業純鈦（CP-Ti）表面的體外骨再生能力。HA與PVP的比例對于在CP-Ti上制備一個完美的同質掩模起著重要作用。在激光處理過程中，區域掃描速度（ASS）參數對最終表面形態有著重要影響。在滿足沒有剩余PVP且沒有嚴重基材熔化的情況下，確定了一個合適的參數范圍。在合適的ASS范圍內，隨著ASS的減少，表面結構從分離的顆粒轉變為類似于圖案的網絡。在CP-Ti表面上形成了以鈦酸鈣CaTiO3（CTO）和α-磷酸三鈣（α-TCP）為主要成分的物質。涂層對CP-Ti表面具有足夠的附著力。此外，還獲得了介于親水性和疏水性之間的具有水親和力的表面。體外生物活性測試表明，表面改性增強了骨狀磷灰石的形成。細胞相容性分析證實，通過表面處理改善了骨肉瘤樣細胞（MG63）的細胞粘附和擴散。表面改性技術的發展為骨組織工程應用開辟了新的途徑。
圖1.通過濕化學沉淀法合成的HA NPs的表征：（a）XRD圖譜，（b）FTIR光譜，（c）SEM顯微照片，以及（d）EDS光譜。
圖2.三種不同H/P比例的混合靜電紡絲涂層的SEM圖像；（a）0.23，（b）0.19和（c）0.17（g.g-1），珠和纖維已在圖中標出，并且（d）EDS光譜與（c）中所示的形態有關。
圖3.（a）分別在0-1200℃范圍內對PVP顆粒和HA NPs進行STA分析。（b）在160W激光平均功率條件下繪制的涂層形成圖與激光傳播速度和激光束直徑的關系。不足的、有利的和過度的加熱區域分別以藍色、白色和粉色來區分。實驗條件也由紅點確定。
圖4.CP-Ti基板上電紡PVP/HA掩模的后激光修飾表面的SEM圖像；（a）過度、有利和不足加熱的典型圖像，以及（b）有利區域中最高和最低加熱輸入。
圖5.（a）在最高ASS（L-15-31），以及（b）最低ASS（L-05-23）下，由激光處理的樣品的GIXRD圖。
圖6.在最低ASS下，由激光處理樣品（L-05-23）的表面形態研究（a-c）。（a）SEM圖像顯示分離的顆粒呈圖案狀網絡，（b）對圖像a中標記的圓圈內的Ti、O、P和Ca元素的EDS線測量，（c）構成圖案狀網絡的粒子的分布尺寸。在0-5N力范圍內進行漸進式劃痕試驗的光學顯微鏡圖像：（d）CP-Ti上的電紡PVP/HA掩膜，（e）在最低ASS下，用激光進行處理。在60s的接觸時間內，未處理CP-Ti和經激光處理L-05-23上的水接觸角變化（f），以及60s內去離子水滴在未處理CP-Ti（g）和經激光處理L-05-23（h）上的光學圖像。
圖7.在整個體外研究期間，在37℃下，將CP-Ti（上排）和經激光處理的L-05-23（下排）浸泡在SBF中1天至14天的SEM顯微照片。
圖8.（a）MG63細胞在CP-Ti和經激光處理L-05-23上的OD值和（b）增殖率，（c）MG63細胞在CP-Ti和經激光處理的樣品上經過1天（左列）和7天（右列）培養的SEM顯微照片。
