【摘要】：最近,醫(yī)用金屬材料廣泛用于硬組織如牙根等植入物。多孔鈦因為兼具良好的生物相容性和獨特的孔隙結(jié)構(gòu)的優(yōu)點而成為研究熱點。多孔結(jié)構(gòu)有利于組織的長入和體液的傳輸。另外,鈦屬于生物惰性材料,可以通過表面改性處理改善其生物活性。本文采用粉末燒結(jié)制備多孔鈦并利用化學(xué)法在其表面沉積羥基磷灰石涂層。 本文利用粉末燒結(jié)技術(shù),即在氫化鈦粉末中添加造孔劑NH4HCO3燒結(jié),制備不同孔隙率的多孔鈦。多孔鈦的力學(xué)性能與其孔隙率有關(guān),因此可以通過造孔劑的添加量來達到改變其力學(xué)性能的目的。研究結(jié)果表明添加造孔劑的含量對多孔鈦的壓縮強度和孔隙特性有很大的影響,在壓制和燒結(jié)條件不變時,造孔劑的含量增大時,多孔鈦的壓縮強度和彈性模量逐漸減小;多孔鈦的孔隙率隨造孔劑添加量的增大基本上呈正比增大。通過造孔劑含量的變化來制備出孔隙率合適,力學(xué)性能與骨骼相匹配的多孔鈦是本文研究的重點。燒結(jié)的多孔鈦的孔隙率為41.61-56.74%,孔隙尺寸為346-427μm,壓縮強度為100-200MPa,彈性模量為7.9-17.5GPa。滿足密質(zhì)骨的基本的孔隙和力學(xué)性能要求。 本文應(yīng)用化學(xué)法對燒結(jié)多孔鈦的表面進行改性,在多孔鈦表面沉積羥基磷灰石涂層。酸處理的結(jié)果在多孔鈦孔壁表面留下小蝕坑,這些小蝕坑增大了多孔鈦孔隙內(nèi)壁表面積。NaOH堿液處理后在金屬表面形成鈦酸鈉凝膠層,將堿處理過的多孔鈦放入模擬體液中浸泡,可在多孔鈦表面誘導(dǎo)沉積羥基磷灰石。堿處理時堿液的濃度和處理時間對羥基磷灰石的沉積都有很大的影響。研究表明依次采用32.5%的硝酸,在60℃處理24h;用1.5M的氫氧化鈉,在60℃處理24h,而后在37.5℃的模擬體液中處理后沉積的羥基磷灰石涂層較好。酸堿處理條件相同,預(yù)鈣化有助于加快多孔鈦的羥基磷灰石涂層的沉積速度。
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：R783.1
【圖文】：

結(jié)構(gòu)是一種具有獨特結(jié)構(gòu)的高密度結(jié)締組織，大多數(shù)骨都有其內(nèi)在的精多孔網(wǎng)狀或小梁狀的骨質(zhì)，外層是密質(zhì)骨質(zhì)的外殼。骨質(zhì)有著網(wǎng)狀由互相連接的骨桿或骨板的網(wǎng)絡(luò)組成，骨桿的網(wǎng)絡(luò)所形成的是低密而骨板的網(wǎng)絡(luò)得出的則是較高密度的實質(zhì)上可能為閉合的孔，實際的相對密度可在 0.05 到 0.7 之間變化，在低的密度下孔是開口的，絡(luò)。隨著密度的增加，骨桿逐漸延展和平坦，變得像板狀，最后融乎為閉合的孔。

孔結(jié)構(gòu)有利于骨細胞的長入，實現(xiàn)替代材料與骨的物理嵌合，使骨觸緊密，不但可增加材料的骨傳導(dǎo)性還提高了材料在骨內(nèi)的穩(wěn)定性證實，至少孔徑 100μm 的孔隙才有可能使新骨長入。Kuhne 等將不的珊瑚植入兔股骨骸，12 和 26 周發(fā)現(xiàn) 200μm 孔隙的材料無新骨長00μm 孔隙的材料則有新骨長入，說明孔隙的大小可影響材料的成骨孔鈦的另一優(yōu)點是其力學(xué)性能和骨組織比較相近，如圖 1.2。

坯保持一定形狀的能力。粉末成形性的確定是觀察壓坯有無裂紋、表面狀態(tài)而定。而定量的確定是用單位壓制壓力下壓坯的極限壓縮強度來表征，其比值越大，表示成形性越好。有時也用最小壓制壓力來衡量。最小壓制壓力越小，其壓制性能也越好，反之亦然。粉末的壓制性能主要取決于粉末的性能。有加工硬化、被氧化或被氣體飽和的粉末，以及顆粒很細的粉末，其壓縮性都不好；但是壓縮性好的粉末，成形性就差。同一種粉末，松裝密度越大，成形性就越差，而壓縮性越好[42]。本實驗所使用的燒結(jié)粉末是由北京有色金屬研究總院提供的粒度為－300 目的氫化鈦粉，用碳酸氫氨作為造孔劑。2.1.2 實驗設(shè)備及連接本實驗采用的設(shè)備有電子天平，制樣機，管式電阻爐，真空泵，電爐溫度控制器等設(shè)備。如圖 2.1 所示。

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本文編號：2793733