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鈦-六鋁-四釩之不同拋光製程對表面生物膜性質的影響

為了解決鍍膜失敗拋光的問題，作者鍾育庭 這樣論述：

近年來，Ti-6Al-4V ELI合金被廣泛應用於生醫材料與牙科植體領域；就牙科植體應用而言，口腔牙科植體周圍仍會因細菌堆積，引發植體周圍炎，造成骨流失，最終導致植牙失敗。因此，本論文主要目的：探討不同表面拋光與熱處理製程，形成不同粗糙度與顯微結構的表面，分析其表面特徵，包括：接觸角、氧化膜(含氧含量)等；進一步，研究其對細菌附著量的影響，包括：菌落數計算(CFU/mL)、細菌附著量濃度(OD)等。本論文透過機械拋光、化學拋光、電解拋光，利用原子力顯微鏡與雷射共軛聚焦顯微鏡，觀察Ti-6Al-4V ELI合金表面之不同表面粗糙度；且利用掃描式電子顯微鏡、液滴法、X射線光電子能譜學、X射線繞射

儀等技術，分析合金之接觸角、氧含量與顯微結構。同時，使用口腔鏈球菌進行細菌附著量實驗，採用平板計數法計算菌落數與結晶紫染色測量其吸光值，最後使用SPSS 20.0進行統計分析實驗結果。商用Ti-6Al-4V ELI合金，顯微結構為α相基地+12%島狀β相組織。經不同拋光處理後，合金之巨觀與微觀粗糙度，分別介於0.68 μm~2.34 μm與10.33 nm~120.05 nm之間。接觸角分析顯示：研磨方向與垂直研磨方向之接觸角，分別介於21.38°~96.44°與18.37°~92.72°之間。此外，根據XPS分析數據，則顯示：合金表層0 nm~20 nm之間，存在高氧特徵；XRD分析，則顯示

：表面存在有TiO2結構之組織。其間，表面氧含量介於66.06 a.t.%~79.54 a.t.%之間。生物膜研究，則顯示：變形鏈球菌之菌落數介於(7.87~17.73)×106 CFU / mL之間；吸光值介於0.189~0.245之間。此外，Ti-6Al-4V ELI合金經800℃、920℃、960℃與1040℃熱處理後，其顯微結構分別為：α相基地+18%島狀β相組織、α相+63%β相組織、α相+78%β相(α’)組織、以及β相(α’)組織；其間，α’相具針狀組織結構，係為高溫β相經麻田散體相變態之組織。經機械拋光處理後，合金之微觀粗糙度，分別介於21.10 nm~72.89 nm、34.

23 nm~124.62 nm、33.33 nm~67.40 nm與25.58 nm~78.80 nm之間。接觸角，則分別介於23.39°~54.66°、32.17°~72.90°、35.53°~68.30°與37.78°~79.87°之間。生物膜研究，則顯示：變形鏈球菌之菌落數分別(2.90~8.10)×106 CFU/mL、(2.91~29.03)×106 CFU/mL、(2.07~14.40)×106 CFU/mL與 (1.76~7.23)×106 CFU/mL之間；吸光值則介於0.133~0.167、0.120~0.143、0.140~0.173與0.113~0.160之間。結論，合金

之表面粗糙度與細菌附著量呈現正相關；而，表面接觸角與氧含量，則與細菌附著量呈現負相關。另外，細菌附著量特徵，與合金之顯微組織存在相關性；隨著，合金之β相(α’)組織比例上升，呈現負相關。