力學環(huán)境對鎂合金AZ31降解行為影響的數(shù)值模擬和實驗研究
發(fā)布時間:2021-03-07 18:07
近年來鎂合金作為人體內(nèi)固定的植入材料備受關注,但因其化學性質活潑在體內(nèi)降解速率過快導致與骨愈合周期不相匹配,成為其不能推廣應用的原因之一。本文主要研究三點彎曲作用力對鎂合金AZ31接骨板降解性能的影響,研究方法采用有限元模擬與體外降解實驗相結合的方式,對不同孔形的鎂合金接骨板的降解過程進行定量式的研究,并通過有限元模擬結果和體外降解實驗結果的對比進而得出一定的結論,以期為鎂合金作為接骨材料的應用提供真實有效的理論依據(jù)。論文主要研究內(nèi)容如下:(1)對醫(yī)用鎂合金的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀作了闡述,提出課題研究的必要性并為課題的研究提供理論依據(jù);通過對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析進一步確定論文的研究方向和研究思路。(2)有限元模擬中設計兩種不同孔形的鎂合金接骨板模型(模型A和模型B),基于“連續(xù)損傷理論”將鎂合金腐蝕的兩種機制整合到ABAQUS中,分別研究其在20N、40N和60N載荷作用下的降解腐蝕規(guī)律,并實時對降解過程的氫氣量和質損率進行統(tǒng)計。結果表明:鎂合金接骨板斷裂時間點和斷裂位置各不相同,載荷越大斷裂時間點出現(xiàn)的越早;模型A為接骨板中間兩孔中的一個發(fā)生斷裂,模型B為接骨板中間整體部位發(fā)生斷裂。(3)...
【文章來源】:天津理工大學天津市
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
浸泡1天
浸泡3天
- 4 -圖 1-3 啞鈴型鎂合金板在模擬體液中分別浸泡 0、1、3、6、9 個月后形貌圖3. 鎂合金 AZ31 作為生物支架材料的研究另有一些學者對鎂合金作為支架材料的應用做了研究,主要是將其應用在動物體內(nèi),再研究其降解腐蝕特性。李海偉[23]等人將可降解 AZ31 鎂合金支架應用于兔腹主動脈并對其做了降解性能的研究,將 12 個可降解 AZ31 鎂合金支架植入 12 只大白兔腹主動脈中,分別于術后 1 個月、2 個月 、3 個月和 4 個月對支架血管進行 X 線和病理的檢查,結果表明 12 只實驗兔存活良好,X 線和病理顯示 1 個月時支架形態(tài)比較完整,2個月時支架的支桿降解斷裂并失去支撐作用,3 個月時大部分支架的支桿基本降解完全,4個月時所有支架完全降解,如何增加鎂合金在體內(nèi)的支撐時間是急需解決的問題。Gu[24]等人研究了拉伸和流體剪切應力對鎂合金支架降解的影響,加載流程圖如圖 1-4 所示,結果表明拉伸載荷比流體剪切應力更嚴重地影響鎂絲的降解,在拉伸載荷下,隨著拉伸
本文編號:3069568
【文章來源】:天津理工大學天津市
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【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
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浸泡3天
- 4 -圖 1-3 啞鈴型鎂合金板在模擬體液中分別浸泡 0、1、3、6、9 個月后形貌圖3. 鎂合金 AZ31 作為生物支架材料的研究另有一些學者對鎂合金作為支架材料的應用做了研究,主要是將其應用在動物體內(nèi),再研究其降解腐蝕特性。李海偉[23]等人將可降解 AZ31 鎂合金支架應用于兔腹主動脈并對其做了降解性能的研究,將 12 個可降解 AZ31 鎂合金支架植入 12 只大白兔腹主動脈中,分別于術后 1 個月、2 個月 、3 個月和 4 個月對支架血管進行 X 線和病理的檢查,結果表明 12 只實驗兔存活良好,X 線和病理顯示 1 個月時支架形態(tài)比較完整,2個月時支架的支桿降解斷裂并失去支撐作用,3 個月時大部分支架的支桿基本降解完全,4個月時所有支架完全降解,如何增加鎂合金在體內(nèi)的支撐時間是急需解決的問題。Gu[24]等人研究了拉伸和流體剪切應力對鎂合金支架降解的影響,加載流程圖如圖 1-4 所示,結果表明拉伸載荷比流體剪切應力更嚴重地影響鎂絲的降解,在拉伸載荷下,隨著拉伸
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