本文關(guān)鍵詞：普通陶瓷生物性能及組成、結(jié)構(gòu)研究

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【摘要】：據(jù)報道,每年全球醫(yī)療器械市場已經(jīng)達(dá)到3500億美元,并且以每年10%的速度增長,其中生物醫(yī)用材料需求約占總份額的50%,硬組織材料(主要是骨替代品和人工牙齒)是最重要的組成部分。以我國為例,我國每年大約有2000多萬例因外傷、疾病早成的骨傷患者,其中有10%,也就是200多萬人需要骨修復(fù)材料,每年的市場約150億人民幣,而潛在的市場或有500億人民幣左右。隨著物質(zhì)生活的不斷提高,我國對骨替代材料的需求將會不斷增大。初步估計,在15-20年內(nèi),骨替代材料的市場份額將達(dá)到藥物市場份額的10%。面對如此巨大的市場份額,尋找一種價格低廉、性能優(yōu)異的骨替代材料正成為研究的熱點。本實驗以廉價的碳酸鈉(Na_2CO_3)、二氧化鈦(TiO2)、氫氧化鈉(NaOH)等為原料,通過固相反應(yīng)和水熱合成的方法,制備出純相鈦酸鈉(Na_2Ti_3O_7和Na_2Ti_6O_(13)),并經(jīng)過簡單的陶瓷制備方法獲得了多孔生物陶瓷。通過差熱熱重分析(TG-DSC)實驗結(jié)果,確定燒結(jié)溫度;通過掃描電鏡(SEM)確定測試結(jié)果,確定樣品的微觀結(jié)構(gòu);通過X射線衍射(XRD)測試結(jié)果,確定樣品的晶體類型;通過模擬體液(SBF)浸泡實驗和細(xì)胞毒性實驗測試結(jié)果確定樣品的生物性能。實驗結(jié)果表明通過原位生長棒狀Na_2Ti_6O_(13)在950oC制備的自增韌多孔鈦酸鈉生物陶瓷互相貫通的多孔結(jié)構(gòu),并且有良好的機(jī)械性能,氣孔率為61.10±1.12%的鈦酸鈉陶瓷的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度分別達(dá)到了43.36±2.43 MPa和3.47±0.21MPa·m1/2)。具有均勻分布的和相互關(guān)聯(lián)的氣孔的網(wǎng)狀鈦酸鈉陶瓷是用鈦酸鈉納米帶(Na_2Ti_3O_7)通過簡單的方法制備的,測試結(jié)果表燒結(jié)溫度950oC,45S5玻璃含量為15%的樣品,氣孔率達(dá)到了82%,并且彎曲強(qiáng)度達(dá)到40 MPa。在SBF浸泡實驗中,在表面生成了鈦酸鈣(CT)和羥基磷灰石(HA)。在細(xì)胞毒性實驗中沒有表現(xiàn)出毒性。在羥基磷灰石增韌實驗中,添加8%棒狀鈦酸鈉(Na_2Ti_6O_(13))的羥基磷灰石抗壓強(qiáng)度從41.94 MPa,增加到了59.21 MPa,并且氣孔率沒有明顯的減小。說明鈦酸鈉能明顯的增加羥基磷灰石的機(jī)械性能。
【關(guān)鍵詞】：鈦酸鈉 自增韌 多孔生物陶瓷 羥基磷灰石
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.1
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 生物材料概述10-11
• 1.3 生物陶瓷材料概述11
• 1.4 生物陶瓷分類11-14
• 1.4.1 惰性生物陶瓷惰性材料11-13
• 1.4.2 生物活性材料13-14
• 1.4.3 可降解生物材料14
• 1.5 生物陶瓷的發(fā)展14-20
• 1.5.1 生物陶瓷早期應(yīng)用15
• 1.5.2 生物玻璃15-16
• 1.5.3 磷灰石-硅灰石微晶玻璃（A-W微晶玻璃）16
• 1.5.4 磷酸鈣類16
• 1.5.5 等離子噴涂羥基磷灰石涂層16-17
• 1.5.6 磷酸鈣骨水泥17
• 1.5.7 羥基磷灰石生物陶瓷17-19
• 1.5.8 鈦酸鈉生物陶瓷19-20
• 1.6 本課題的研究目的及意義20-22
• 第2章 實驗材料和方法22-28
• 2.1 實驗材料22-23
• 2.2 實驗儀器與設(shè)備23
• 2.3 材料表征23-28
• 2.3.1 材料微觀表征23-25
• 2.3.2 鈦酸鈉生物陶瓷生物活性表征25-28
• 第3章 自增韌多孔鈦酸鈉生物陶瓷制備與表征28-42
• 3.1 引言28
• 3.2 實驗過程28-29
• 3.2.1 實驗材料28
• 3.2.2 45S5生物玻璃制備28-29
• 3.2.3 多孔鈦酸鈉生物陶瓷制備29
• 3.3 性能測試29-30
• 3.3.1 微觀結(jié)構(gòu)表征機(jī)械性能測試29-30
• 3.4 結(jié)果與討論30-40
• 3.4.1 差熱熱重分析30-31
• 3.4.2 微觀結(jié)構(gòu)分析31-32
• 3.4.3 生物玻璃相含量對鈦酸鈉生物陶瓷性能的影響32-35
• 3.4.4 鈦酸鈉生物陶瓷，硅酸鈣和羥基磷灰石性能對比35-36
• 3.4.5 鈦酸鈉生物陶瓷自增韌機(jī)理36-38
• 3.4.6 生物性能測試38-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第4章 網(wǎng)狀鈦酸鈉生物陶瓷的制備與表征42-58
• 4.1 引言42
• 4.2 實驗過程42-44
• 4.2.1 實驗材料42
• 4.2.2 Na_2Ti_3O_7納米帶的制備42-43
• 4.2.3 生物玻璃的制備43
• 4.2.4 網(wǎng)狀鈦酸鈉生物陶瓷的制備和表征43-44
• 4.3 結(jié)果與討論44-56
• 4.3.1 XRD分析44-45
• 4.3.2 微觀結(jié)構(gòu)分析45-46
• 4.3.3 機(jī)械性能測試46-48
• 4.3.4 體外生物活性的測試48-51
• 4.3.5 鈦酸鈣和羥基磷灰石形成機(jī)理51-53
• 4.3.6 細(xì)胞毒性檢測53-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 第5章 鈦酸鈉增韌羥基磷灰石生物陶瓷58-72
• 5.1 引言58
• 5.2 實驗過程58-61
• 5.2.1 實驗材料58
• 5.2.2 45S5生物玻璃制備58-59
• 5.2.3 羥基磷灰石制備59-60
• 5.2.4 固相反應(yīng)制備鈦酸鈉（Na_2Ti_6O_(13)）60
• 5.2.5 鈦酸鈉增韌羥基磷灰石陶瓷的制備60-61
• 5.3 性能測試61
• 5.3.1 生物性能測試61
• 5.3.2 樣品微觀表征和機(jī)械性能測試61
• 5.4 結(jié)果與討論61-70
• 5.4.1 HA不同溫度X射線衍射分析61-62
• 5.4.2 HA不同溫度處理FT-IR分析62-64
• 5.4.3 不同Na_2CO_3:TiO_2摩爾比產(chǎn)物X射線衍射分析64-67
• 5.4.4 45S5生物玻璃、PEG含量對HA陶瓷的影響67-70
• 5.4.5 生物活性測試70
• 5.5 本章小結(jié)70-72
• 第6章 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 創(chuàng)新點73
• 6.3 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 致謝80-82
• 在學(xué)期間主要科研成果82

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 Sanosh Kunjalukkal Padmanabhan;Avinash Balakrishnan;Min-Cheol Chu;Yong Jin Lee;Taik Nam Kim;Seong-Jai Cho;;Sol-gel synthesis and characterization of hydroxyapatite nanorods[J];Particuology;2009年06期

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本文編號：1051343