Ti-Ag/Ti-HA梯度復(fù)合材料的組織及力學(xué)與礦化性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-19 04:47
純鈦(CP-Ti)具有低密度、高比強(qiáng)度、良好耐蝕性和生物相容性,因而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。但是在臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),純Ti抗拉強(qiáng)度約為400MPa左右,難以滿足人體高承載部位的使用要求;彈性模量較高易產(chǎn)生應(yīng)力-屏蔽效應(yīng),同時(shí)純Ti屬于生物惰性材料,與人體組織之間難以形成骨性結(jié)合,會(huì)降低植入體的使用壽命。在純鈦中添加適量Ag元素進(jìn)行合金化,可以顯著提高純Ti的強(qiáng)度和耐腐蝕性能,降低彈性模量,賦予材料一定的抗菌性。但是Ti-Ag合金仍然屬于生物惰性材料,表面無生物活性且難以與人體組織形成骨性結(jié)合。純Ti多孔化處理可使其彈性模量顯著降低,且多孔結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)骨組織向內(nèi)生長(zhǎng)和血管化,生物活性明顯提高,容易形成穩(wěn)定的生物固定(骨整合);然而多孔化也會(huì)導(dǎo)致純Ti的強(qiáng)度顯著下降,難以滿足力學(xué)性能要求。針對(duì)以上問題,本文設(shè)計(jì)了Ti-Ag/表面多孔Ti-HA梯度復(fù)合材料,中間為Ti-15.63Ag合金,周圍為多孔Ti-HA層。通過中間基體合金保持材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐蝕性能,同時(shí)表面多孔層及添加的HA陶瓷可以為材料提供良好的生物活性,從而改善和提高純Ti在臨床應(yīng)用中存在的問題。采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)...
【文章來源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
醫(yī)用金屬材料應(yīng)用:(a)金屬關(guān)節(jié);(b)血管支架;(c)種植牙;(d)人工瓣膜Fig.1.1Medicalmetalmaterialapplication:(a)Metalhipjoint;(b)intravascularstent;(c)
染特別難以應(yīng)付。在過去幾十年中,考慮到將抗菌金可植入生物材料,例如通過添加具有抗菌元素的銀(到不銹鋼和鈦合金中[24]。 Ti-Ag 合金二元相圖,從圖中可以看出,Ag 的熔點(diǎn)為屬間化合物 TiAg,Ti2Ag。Ag 的加入可以降低鈦合金熔的廣譜抗菌效果,并且添加少量的 Ag 可以為材料帶來解,不銹鋼里摻雜 0.3wt.%Ag 的對(duì)大腸桿菌具有優(yōu)異中添加 Cu 含量必須為 2wt.%才能獲得與加入 0.3wt.%前的研究還證實(shí),Ti-3wt.%Ag 燒結(jié)的合金對(duì)金黃色葡,而 Ti-Cu 燒結(jié)合金的 Cu 含量必須達(dá)到 5wt.%,才能李伯等[29-31]也證明,僅含有 1wt.%Ag 的納米二氧化鈦。除了顯著的抗菌性能外,Ag 在許多水溶液中也具有 Ag 的牙科汞合金已被成功地用作牙科材料[32,33]。
ang B B 等[34]研究了 Ti-5Ag-xFe 合金,結(jié)果表明:Fe 含量的增加現(xiàn)在組織中;Ti-Ag 合金中加入元素 Fe 后,抗壓強(qiáng)度,耐磨性和加;加入 Fe 元素后的合金對(duì)組織細(xì)胞不會(huì)產(chǎn)生毒性,評(píng)價(jià)為零級(jí)毒性相近,而且合金溶血率也比安全標(biāo)準(zhǔn)低很多(5%為安全標(biāo)準(zhǔn)有 Ti2O 鈍化膜、離子溶出量很低、不含有毒性的合金成分的特點(diǎn)好的生物相容性。因?yàn)樗鼈兙哂辛己玫哪透g性和高的力學(xué)性能-1Fe 合金和 Ti-5Ag-2.5Fe 合金可以在牙科進(jìn)行應(yīng)用。Takahashi 等[3520wt.%的 Ag 可以提高鑄造鈦合金的強(qiáng)度和可磨性,同時(shí)保持高伸。Shim 等[37-39]已經(jīng)證明 Ti-Ag 合金比純鈦具有更好的耐腐蝕性。A體內(nèi)生物相容性,并且具有 Ag 的一些牙科汞合金已經(jīng)成功地用然而,關(guān)于鑄態(tài) Ti-Ag 合金的抗菌性能的報(bào)告迄今非常有限。鄭2.9wt.%的鑄態(tài) TiNiAg 合金對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制率接近 86.3%殺菌示意圖。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Ti-35Nb-7Zr-10CPP生物復(fù)合材料的微觀組織演變與力學(xué)性能研究[J]. 何正員,張玉勤,周榮,蔣業(yè)華. 稀有金屬材料與工程. 2016(04)
[2]Ti-HA-BaTiO3生物復(fù)合材料的制備與性能[J]. 宋子豪,孫耀寧,徐國(guó)強(qiáng). 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2015(06)
[3]國(guó)外生物醫(yī)用鈦合金的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 朱康平,祝建雯,曲恒磊. 稀有金屬材料與工程. 2012(11)
[4]一種新型多孔鈦種植體的制備與研究[J]. 崔曉明,陳良建,鄭遙. 科技導(dǎo)報(bào). 2012(Z1)
[5]磁控濺射法制備的羥基磷灰石—氧化鋯涂層的力學(xué)性能(英文)[J]. 孔德軍,龍丹,吳永忠,周朝政. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(01)
[6]注射成形制備多孔鈦及其性能[J]. 李挺,李益民,陳良建,何浩,胡幼華. 稀有金屬材料與工程. 2011(02)
[7]生物醫(yī)用多孔鈦合金材料的制備[J]. 劉輝,楊冠軍,于振濤,韓建業(yè),劉春潮. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2010(01)
[8]堿處理法制備鈦合金表面羥基磷灰石涂層[J]. 楊輝,肖兵娟. 硅酸鹽通報(bào). 2009(01)
[9]放電等離子燒結(jié)(SPS)制備金屬材料研究進(jìn)展[J]. 馬垚,周張健,姚偉志,宋書香,葛昌純. 材料導(dǎo)報(bào). 2008(07)
[10]第三代生物醫(yī)學(xué)材料與再生醫(yī)學(xué) 國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求的變化與發(fā)展[J]. 孫雪,奚廷斐. 中國(guó)臨床康復(fù). 2005(26)
博士論文
[1]多孔NiTi形狀記憶合金的制備和表面改性研究[D]. 李強(qiáng).東北大學(xué) 2008
碩士論文
[1]工業(yè)純鈦表面羥基磷灰石涂層的制備與評(píng)價(jià)[D]. 原輝.大連理工大學(xué) 2007
[2]納米生物活性陶瓷材料的制備以及電泳沉積生物陶瓷涂層的研究[D]. 郭軍松.鄭州大學(xué) 2003
本文編號(hào):3040622
【文章來源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
醫(yī)用金屬材料應(yīng)用:(a)金屬關(guān)節(jié);(b)血管支架;(c)種植牙;(d)人工瓣膜Fig.1.1Medicalmetalmaterialapplication:(a)Metalhipjoint;(b)intravascularstent;(c)
染特別難以應(yīng)付。在過去幾十年中,考慮到將抗菌金可植入生物材料,例如通過添加具有抗菌元素的銀(到不銹鋼和鈦合金中[24]。 Ti-Ag 合金二元相圖,從圖中可以看出,Ag 的熔點(diǎn)為屬間化合物 TiAg,Ti2Ag。Ag 的加入可以降低鈦合金熔的廣譜抗菌效果,并且添加少量的 Ag 可以為材料帶來解,不銹鋼里摻雜 0.3wt.%Ag 的對(duì)大腸桿菌具有優(yōu)異中添加 Cu 含量必須為 2wt.%才能獲得與加入 0.3wt.%前的研究還證實(shí),Ti-3wt.%Ag 燒結(jié)的合金對(duì)金黃色葡,而 Ti-Cu 燒結(jié)合金的 Cu 含量必須達(dá)到 5wt.%,才能李伯等[29-31]也證明,僅含有 1wt.%Ag 的納米二氧化鈦。除了顯著的抗菌性能外,Ag 在許多水溶液中也具有 Ag 的牙科汞合金已被成功地用作牙科材料[32,33]。
ang B B 等[34]研究了 Ti-5Ag-xFe 合金,結(jié)果表明:Fe 含量的增加現(xiàn)在組織中;Ti-Ag 合金中加入元素 Fe 后,抗壓強(qiáng)度,耐磨性和加;加入 Fe 元素后的合金對(duì)組織細(xì)胞不會(huì)產(chǎn)生毒性,評(píng)價(jià)為零級(jí)毒性相近,而且合金溶血率也比安全標(biāo)準(zhǔn)低很多(5%為安全標(biāo)準(zhǔn)有 Ti2O 鈍化膜、離子溶出量很低、不含有毒性的合金成分的特點(diǎn)好的生物相容性。因?yàn)樗鼈兙哂辛己玫哪透g性和高的力學(xué)性能-1Fe 合金和 Ti-5Ag-2.5Fe 合金可以在牙科進(jìn)行應(yīng)用。Takahashi 等[3520wt.%的 Ag 可以提高鑄造鈦合金的強(qiáng)度和可磨性,同時(shí)保持高伸。Shim 等[37-39]已經(jīng)證明 Ti-Ag 合金比純鈦具有更好的耐腐蝕性。A體內(nèi)生物相容性,并且具有 Ag 的一些牙科汞合金已經(jīng)成功地用然而,關(guān)于鑄態(tài) Ti-Ag 合金的抗菌性能的報(bào)告迄今非常有限。鄭2.9wt.%的鑄態(tài) TiNiAg 合金對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制率接近 86.3%殺菌示意圖。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Ti-35Nb-7Zr-10CPP生物復(fù)合材料的微觀組織演變與力學(xué)性能研究[J]. 何正員,張玉勤,周榮,蔣業(yè)華. 稀有金屬材料與工程. 2016(04)
[2]Ti-HA-BaTiO3生物復(fù)合材料的制備與性能[J]. 宋子豪,孫耀寧,徐國(guó)強(qiáng). 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2015(06)
[3]國(guó)外生物醫(yī)用鈦合金的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 朱康平,祝建雯,曲恒磊. 稀有金屬材料與工程. 2012(11)
[4]一種新型多孔鈦種植體的制備與研究[J]. 崔曉明,陳良建,鄭遙. 科技導(dǎo)報(bào). 2012(Z1)
[5]磁控濺射法制備的羥基磷灰石—氧化鋯涂層的力學(xué)性能(英文)[J]. 孔德軍,龍丹,吳永忠,周朝政. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(01)
[6]注射成形制備多孔鈦及其性能[J]. 李挺,李益民,陳良建,何浩,胡幼華. 稀有金屬材料與工程. 2011(02)
[7]生物醫(yī)用多孔鈦合金材料的制備[J]. 劉輝,楊冠軍,于振濤,韓建業(yè),劉春潮. 鈦工業(yè)進(jìn)展. 2010(01)
[8]堿處理法制備鈦合金表面羥基磷灰石涂層[J]. 楊輝,肖兵娟. 硅酸鹽通報(bào). 2009(01)
[9]放電等離子燒結(jié)(SPS)制備金屬材料研究進(jìn)展[J]. 馬垚,周張健,姚偉志,宋書香,葛昌純. 材料導(dǎo)報(bào). 2008(07)
[10]第三代生物醫(yī)學(xué)材料與再生醫(yī)學(xué) 國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求的變化與發(fā)展[J]. 孫雪,奚廷斐. 中國(guó)臨床康復(fù). 2005(26)
博士論文
[1]多孔NiTi形狀記憶合金的制備和表面改性研究[D]. 李強(qiáng).東北大學(xué) 2008
碩士論文
[1]工業(yè)純鈦表面羥基磷灰石涂層的制備與評(píng)價(jià)[D]. 原輝.大連理工大學(xué) 2007
[2]納米生物活性陶瓷材料的制備以及電泳沉積生物陶瓷涂層的研究[D]. 郭軍松.鄭州大學(xué) 2003
本文編號(hào):3040622
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