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電子束積層製造Ti-6Al-4V之陽極氧化技術結合抗菌性質研究

為了解決黃金盾 01的問題，作者翁嘉蓴 這樣論述：

金屬具有高機械強度，比起其他高分子或陶瓷材料更適合製作骨科內外需承載的固定裝置，為應用廣泛的生醫材料(Biomedical materials)，但目前製作植入材的製程，如鍛造(forging)等，普遍都存在著制式化的弊病，無法客製化製作符合病患所需之植入材，這樣制式的產品可能會影響預期的醫療效果。而新興之積層製造技術(additive manufacturing)又稱為快速成形技術，即具有高函工效率，同時金屬積層製造技術更具有可以製作複雜工件及可結合製圖技術之優勢，即能根據病患原骨骼或所需部位調整、設計出符合個人的植入材，提升治療品質。但積層製造工件比起傳統鍛造製程，具有較高的表面粗糙度，

而過高的表面粗糙度會影響細胞貼附能力，為了增函生物相容性，積層技術必頇面對二次函工之挑戰。故本研究比較鍛造及電子束熔融(electron beam melting, EBM)樣品經過表面處理之差異，利用電拋光步驟降低表面粗糙度，再進行陽極氧化處理提升生物相容性，同時在樣品表面電鍍沉積銅粒子，預計在植體表面創造適合骨細胞貼附及助長骨組織生長的環境，並得到抗菌的植體表面，降低手術感染風險，避免手術感染後的二次手術造成病患負擔。經電拋光及陽極處理後， 藉由掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscopy, SEM)觀察到樣品表面多孔性形貌，微米級孔洞中產生奈米孔洞，表面粗糙

度(Ra)由34.58 μm 提高至38.86 μm。並以雙束型聚焦離子束(dual-beam focused ion beam, DB-FIB)製備TEM 試片，再由球面像差修正掃描穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscopy, STEM)確認電鍍之銅粒子為單晶，並以平板培養確認0.2 V 電鍍銅6 min 可對大腸桿菌(Escherichia coli, E. coil)抑菌，提高時間至8 min 以上可達抗菌；另以x 光光電子能譜儀(x-ray photoel ectronspectrometer, XPS)分析表面浸泡模擬體液後之表面處理樣品表面C

a/P/Ti，確認經由表面處理可促進Ca/P 沉積。