發(fā)布時間：2023-11-05 10:35

　　Ti-13Nb-13Zr鈦合金因其良好的力學(xué)性能、耐生物腐蝕性能、高疲勞強度和低彈性模量以及良好的生物相容性等優(yōu)點,在硬組織替換材料中得到了廣泛的應(yīng)用。但是Ti-13Nb-13Zr合金生物惰性的天然屬性,使其在植入體內(nèi)無法主動適應(yīng)人體自然骨組織和生理環(huán)境,鈦合金與骨組織之間只是簡單的鎖合,不具備與骨組織形成有效骨結(jié)合、骨整合的能力,在長期的服役狀態(tài)容易造成植入體松動,甚至導(dǎo)致植入失敗。鑒于以上原因,本文通過放電等離子燒結(jié)(SPS)技術(shù),以Ti-13Nb-13Zr合金為基體,對其進行生物活性化設(shè)計。以Ti-13Nb-13Zr生物醫(yī)用鈦合金為整體材料基體,復(fù)合生物活性陶瓷羥基磷灰石(HA),獲得具有良好生物活性和生物相容性的(Ti-13Nb-13Zr)-x HA生物復(fù)合材料。系統(tǒng)研究不同HA陶瓷含量與復(fù)合材料組織演變、力學(xué)性能、生物學(xué)腐蝕性能、生物摩擦性能、生物活性及生物相容性的相互關(guān)系和影響機制。(Ti-13Nb-13Zr)-x HA復(fù)合材料的組織為β-Ti基體及α-Ti、HA,少量陶瓷相反應(yīng)產(chǎn)物Ca3(PO4)2,Ti5P3,Ca Zr O3和Ca O;燒結(jié)溫度的提高,促進材料基體中α...

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 骨及其替代材料
        1.1.1 骨的結(jié)構(gòu)與性能
        1.1.2 骨替換材料
    1.2 生物醫(yī)用鈦及鈦合金
        1.2.1 生物醫(yī)用鈦及鈦合金的研究現(xiàn)狀及趨勢
        1.2.2 近β型Ti-13Nb-13Zr合金
        1.2.3 鈦及鈦合金當前存在的主要問題
    1.3 鈦基生物活性陶瓷復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鈦基生物活性陶瓷層狀復(fù)合材料
        1.3.2 粉末冶金法制備鈦基生物活性陶瓷復(fù)合材料
    1.4 課題研究的意義及目的
    1.5 課題研究的內(nèi)容
第二章 實驗方法與過程
    2.1 實驗過程
        2.1.1 材料制備
        2.1.2 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA生物復(fù)合材料的制備
    2.2 性能表征
        2.2.1 微觀組織和結(jié)構(gòu)
        2.2.2 力學(xué)性能
        2.2.3 電化學(xué)腐蝕性能
        2.2.4 摩擦性能
        2.2.5 體外生物相容性
        2.2.6 統(tǒng)計學(xué)分析
第三章 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料的顯微組織與力學(xué)性能
    3.1 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA球磨粉末相組成和微觀結(jié)構(gòu)
    3.2 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料微觀組織與結(jié)構(gòu)
        3.2.1 燒結(jié)溫度對(Ti-13Nb-13Zr)-10HA復(fù)合材料組織與結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.2 HA含量對(Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料組織與結(jié)構(gòu)的影響
    3.3 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料力學(xué)性能
        3.3.1 HA含量對復(fù)合材料相對致密度的影響
        3.3.2 HA含量對復(fù)合材料壓縮性能的影響
        3.3.3 HA含量對復(fù)合材料顯微硬度的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料耐腐蝕性能及摩擦性能
    4.1 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料模擬體液電化學(xué)腐蝕性能
        4.1.1 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料的開路電位
        4.1.2 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料的動電位極化
        4.1.3 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料的電化學(xué)阻抗譜
        4.1.4 HA對(Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料腐蝕行為的影響
    4.2 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料的生物摩擦性能
        4.2.1 HA含量對(Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料摩擦性能的影響
        4.2.2 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料生物摩擦行為
    4.3 本章小結(jié)
第五章 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料體外生物學(xué)評價
    5.1 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料模擬體液生物礦化
        5.1.1 HA含量對表面類骨磷灰石沉積能力的影響
        5.1.2 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料磷灰石生物礦化機制
    5.2 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料血液相容性
        5.2.1 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合粉末血液相容性
        5.2.2 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA生物復(fù)合材料血液相容性
    5.3 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料潤濕性
        5.3.1 HA含量對(Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料潤濕性的影響
        5.3.2 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料蛋白吸附性能
    5.4 (Ti-13Nb-13Zr)-xHA復(fù)合材料對BMSCs的影響
        5.4.1 BMSCs的表征鑒定
        5.4.2 BMSCs細胞粘附實驗
        5.4.3 BMSCs細胞增殖實驗及堿式磷酸酶(ALP)檢測
        5.4.4 BMSCs細胞凋亡實驗
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 展望
致謝
參考文獻
附錄A 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文與專利申請情況
附錄B 攻讀博士學(xué)位期間參與項目及獲獎情況



本文編號：3860859