激光快速成形制備鈦表面HA涂層及其成骨相關(guān)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-23 05:43
純鈦等金屬材料具有良好的機(jī)械性能和生物相容性,但其不具有生物活性,無法與植入?yún)^(qū)骨組織形成化學(xué)結(jié)合,其固位只能依靠機(jī)械嵌合;以羥基磷灰石為代表的磷酸鈣陶瓷具有較好的生物活性,能夠與植入?yún)^(qū)骨組織形成穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)合,然而其機(jī)械性能差,無法承受生理載荷。表面涂層技術(shù)可以將二者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起,目前在純鈦等金屬表面制備磷酸鈣涂層的技術(shù)較多,然而均存在結(jié)合強(qiáng)度低、物相活性差等問題。激光熔覆技術(shù)能夠使涂層與基材之間發(fā)生冶金結(jié)合,提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度,但是其涂層內(nèi)部物相的生物活性及穩(wěn)定性較差。本課題將激光快速成形技術(shù)應(yīng)用于純鈦表面磷酸鈣生物活性陶瓷涂層的制備研究,以CaHPO4·2H2O和CaCO3混合粉末為原料,探討了原料粉末鈣磷比、激光功率、掃描速度和熱處理?xiàng)l件對(duì)涂層生成物相的影響規(guī)律;在優(yōu)化的工藝條件下,在純鈦表面制備出了HA涂層;并對(duì)該涂層材料的機(jī)械、理化和生物學(xué)性能進(jìn)行了評(píng)價(jià),探索出了一種純鈦表面HA涂層制備的新方法,為HA涂層材料的進(jìn)一步制備研究及應(yīng)用奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。研究方法:1.通過分組設(shè)計(jì),進(jìn)行涂層的成形制備,利用X射線衍射...
【文章來源】:中國(guó)人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:126 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
生物活性玻璃與骨組織形成鍵合時(shí)的界面反應(yīng)過程圖
圖 2 生物活性陶瓷表面與生理環(huán)境之間的理化、生物反應(yīng)示意圖[47] 生物活性陶瓷的溶解;② 體液中物質(zhì)在生物活性陶瓷表面的沉積并析出;③ 生瓷/生理組織界面離子交換和結(jié)構(gòu)重組;④ 離子從生物活性陶瓷的表面擴(kuò)散至內(nèi)部 溶液影響細(xì)胞活性;⑥ 無機(jī)物和有機(jī)物的沉淀;⑦ 沉淀物在生物活性陶瓷表面合;⑧ 生物活性陶瓷表面趨化;⑨ 細(xì)胞黏附和增殖;⑩ 細(xì)胞的分化; ○11 細(xì)胞基質(zhì)的形成。上述過程可以總結(jié)如下:具有生物活性的 CPC 材料植入體內(nèi)后,其可以發(fā)生部分溶解,以微晶顆粒的形式或水解生成的鈣磷離子形式,通PC 材料/生理組織界面進(jìn)入組織液內(nèi);與此同時(shí),組織液內(nèi)的鈣離子和子也會(huì)析出并沉積于 CPC 材料的表面,形成新的類骨磷灰石;通過上溶解和沉積的過程,CPC 表面甚至其內(nèi)部一定深度處的材料與組織液之生了離子交換,使 CPC 材料表面結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了適應(yīng)性的調(diào)整;而進(jìn)入組
第四軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文1. 等離子噴涂(Plasma spray deposition)等離子噴涂技術(shù)在制備涂層時(shí),是將涂層材料的粉末輸入高溫等離子火焰中,粉末迅速發(fā)生熔化并被高速噴射到基材表面,熔化的涂層材料在基材表面快速冷卻并凝固于基材上,從而形成涂層(見圖 3)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]激光熔覆鈦基生物陶瓷涂層的制備及其界面研究[J]. 鄭敏,樊丁,李秀坤,張建斌,劉其斌. 稀有金屬材料與工程. 2009(11)
[2]激光熔覆工藝參數(shù)對(duì)生物陶瓷涂層組織性能的影響[J]. 鄭敏,樊丁,李秀坤,張建斌,劉其斌. 熱加工工藝. 2008(07)
[3]多孔鎂作為新型骨組織工程材料的研究探索[J]. 耿芳,譚麗麗,張炳春,鄭豐,楊柯. 材料導(dǎo)報(bào). 2007(05)
[4]人體用金屬植入材料的研究進(jìn)展[J]. 李兆峰,黃偉九,劉明. 重慶工學(xué)院學(xué)報(bào). 2006(05)
[5]電泳沉積HA/Ti復(fù)合涂層的結(jié)合強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性[J]. 倪軍,劉榕芳,肖秀峰. 稀有金屬材料與工程. 2006(01)
[6]生物體用金屬材料研究進(jìn)展[J]. 張文毓. 云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(S1)
[7]Ti6Al4V表面HAP/TiO2生物活性復(fù)合涂層的表征及結(jié)合強(qiáng)度分析[J]. 蘇冰,于旭東,張文光,王成燾. 功能材料. 2005(07)
[8]生物醫(yī)用材料316L不銹鋼的磨損腐蝕特性研究[J]. 王安東,戴起勛. 金屬熱處理. 2005(03)
[9]電泳沉積HA-Ti-Y2O3/ZrO2復(fù)合涂層的研究[J]. 倪軍,肖秀峰,劉榕芳. 材料保護(hù). 2005(02)
[10]鈦合金表面寬帶激光熔覆梯度生物陶瓷復(fù)合涂層[J]. 劉其斌,鄭敏,朱維東,李海濤,董闖. 功能材料. 2005(01)
博士論文
[1]激光快速成形技術(shù)制備磷酸鈣陶瓷涂層及其生物學(xué)性能研究[D]. 高陽(yáng).第四軍醫(yī)大學(xué) 2010
[2]應(yīng)用激光快速成形技術(shù)制作全口義齒鈦基托的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 吳江.第四軍醫(yī)大學(xué) 2007
[3]激光快速成形技術(shù)制作純鈦植入材料的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 朱娟芳.第四軍醫(yī)大學(xué) 2007
[4]鈦合金表面激光合成與熔覆稀土生物陶瓷復(fù)合涂層的研究[D]. 王勇.重慶大學(xué) 2002
碩士論文
[1]梯度生物活性涂層材料激光快速成形制備技術(shù)及其理化性能初步研究[D]. 關(guān)泰紅.第四軍醫(yī)大學(xué) 2009
[2]激光快速成形技術(shù)制作鎳鉻合金基底冠的可行性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 胡江.第四軍醫(yī)大學(xué) 2007
[3]激光快速成形技術(shù)制作純鈦基底冠的可行性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 韓彥峰.第四軍醫(yī)大學(xué) 2007
[4]口腔修復(fù)體用激光立體成形鈦鋯合金粉末的研制及其性能研究[D]. 嚴(yán)曉東.第四軍醫(yī)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3047105
【文章來源】:中國(guó)人民解放軍空軍軍醫(yī)大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:126 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
生物活性玻璃與骨組織形成鍵合時(shí)的界面反應(yīng)過程圖
圖 2 生物活性陶瓷表面與生理環(huán)境之間的理化、生物反應(yīng)示意圖[47] 生物活性陶瓷的溶解;② 體液中物質(zhì)在生物活性陶瓷表面的沉積并析出;③ 生瓷/生理組織界面離子交換和結(jié)構(gòu)重組;④ 離子從生物活性陶瓷的表面擴(kuò)散至內(nèi)部 溶液影響細(xì)胞活性;⑥ 無機(jī)物和有機(jī)物的沉淀;⑦ 沉淀物在生物活性陶瓷表面合;⑧ 生物活性陶瓷表面趨化;⑨ 細(xì)胞黏附和增殖;⑩ 細(xì)胞的分化; ○11 細(xì)胞基質(zhì)的形成。上述過程可以總結(jié)如下:具有生物活性的 CPC 材料植入體內(nèi)后,其可以發(fā)生部分溶解,以微晶顆粒的形式或水解生成的鈣磷離子形式,通PC 材料/生理組織界面進(jìn)入組織液內(nèi);與此同時(shí),組織液內(nèi)的鈣離子和子也會(huì)析出并沉積于 CPC 材料的表面,形成新的類骨磷灰石;通過上溶解和沉積的過程,CPC 表面甚至其內(nèi)部一定深度處的材料與組織液之生了離子交換,使 CPC 材料表面結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了適應(yīng)性的調(diào)整;而進(jìn)入組
第四軍醫(yī)大學(xué)博士學(xué)位論文1. 等離子噴涂(Plasma spray deposition)等離子噴涂技術(shù)在制備涂層時(shí),是將涂層材料的粉末輸入高溫等離子火焰中,粉末迅速發(fā)生熔化并被高速噴射到基材表面,熔化的涂層材料在基材表面快速冷卻并凝固于基材上,從而形成涂層(見圖 3)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]激光熔覆鈦基生物陶瓷涂層的制備及其界面研究[J]. 鄭敏,樊丁,李秀坤,張建斌,劉其斌. 稀有金屬材料與工程. 2009(11)
[2]激光熔覆工藝參數(shù)對(duì)生物陶瓷涂層組織性能的影響[J]. 鄭敏,樊丁,李秀坤,張建斌,劉其斌. 熱加工工藝. 2008(07)
[3]多孔鎂作為新型骨組織工程材料的研究探索[J]. 耿芳,譚麗麗,張炳春,鄭豐,楊柯. 材料導(dǎo)報(bào). 2007(05)
[4]人體用金屬植入材料的研究進(jìn)展[J]. 李兆峰,黃偉九,劉明. 重慶工學(xué)院學(xué)報(bào). 2006(05)
[5]電泳沉積HA/Ti復(fù)合涂層的結(jié)合強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性[J]. 倪軍,劉榕芳,肖秀峰. 稀有金屬材料與工程. 2006(01)
[6]生物體用金屬材料研究進(jìn)展[J]. 張文毓. 云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(S1)
[7]Ti6Al4V表面HAP/TiO2生物活性復(fù)合涂層的表征及結(jié)合強(qiáng)度分析[J]. 蘇冰,于旭東,張文光,王成燾. 功能材料. 2005(07)
[8]生物醫(yī)用材料316L不銹鋼的磨損腐蝕特性研究[J]. 王安東,戴起勛. 金屬熱處理. 2005(03)
[9]電泳沉積HA-Ti-Y2O3/ZrO2復(fù)合涂層的研究[J]. 倪軍,肖秀峰,劉榕芳. 材料保護(hù). 2005(02)
[10]鈦合金表面寬帶激光熔覆梯度生物陶瓷復(fù)合涂層[J]. 劉其斌,鄭敏,朱維東,李海濤,董闖. 功能材料. 2005(01)
博士論文
[1]激光快速成形技術(shù)制備磷酸鈣陶瓷涂層及其生物學(xué)性能研究[D]. 高陽(yáng).第四軍醫(yī)大學(xué) 2010
[2]應(yīng)用激光快速成形技術(shù)制作全口義齒鈦基托的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 吳江.第四軍醫(yī)大學(xué) 2007
[3]激光快速成形技術(shù)制作純鈦植入材料的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 朱娟芳.第四軍醫(yī)大學(xué) 2007
[4]鈦合金表面激光合成與熔覆稀土生物陶瓷復(fù)合涂層的研究[D]. 王勇.重慶大學(xué) 2002
碩士論文
[1]梯度生物活性涂層材料激光快速成形制備技術(shù)及其理化性能初步研究[D]. 關(guān)泰紅.第四軍醫(yī)大學(xué) 2009
[2]激光快速成形技術(shù)制作鎳鉻合金基底冠的可行性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 胡江.第四軍醫(yī)大學(xué) 2007
[3]激光快速成形技術(shù)制作純鈦基底冠的可行性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 韓彥峰.第四軍醫(yī)大學(xué) 2007
[4]口腔修復(fù)體用激光立體成形鈦鋯合金粉末的研制及其性能研究[D]. 嚴(yán)曉東.第四軍醫(yī)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3047105
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