碳/碳復(fù)合材料是材料領(lǐng)域中重點(diǎn)發(fā)展的一種新型材料，作為醫(yī)用植入物的研究已經(jīng)有30多年的歷史了，生物相容性較好、力學(xué)參數(shù)與人骨接近，有良好的應(yīng)用前景，但是到目前為止還沒有真正在臨床中應(yīng)用。本文圍繞碳/碳復(fù)合材料應(yīng)用中的基本問(wèn)題，著重研究了醫(yī)用碳/碳復(fù)合材料的制備及生物相容性、表面改性、耐磨性能提高、個(gè)體化人工骨制備以及在放射治療中對(duì)劑量的影響。本文針對(duì)碳/碳復(fù)合材料雜質(zhì)甚至有毒元素含量偏高的現(xiàn)狀，提出了延長(zhǎng)高溫（2800～3200℃）石墨化處理時(shí)間以降低碳/碳復(fù)合材料雜質(zhì)（有毒元素）含量，按照中華人民共和國(guó)國(guó)家醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)其進(jìn)行生物安全性研究，認(rèn)為經(jīng)過(guò)12h高溫處理后，碳/碳復(fù)合材料是符合國(guó)家醫(yī)療器械生物安全標(biāo)準(zhǔn)要求的。研究了不同工藝制備的碳/碳復(fù)合材料對(duì)成骨細(xì)胞生長(zhǎng)的影響，對(duì)影響細(xì)胞生長(zhǎng)的因素進(jìn)行了分析；同時(shí)也研究了成骨細(xì)胞在碳/碳復(fù)合材料表面的粘附特性，對(duì)其粘附機(jī)制進(jìn)行了探討和解釋。通過(guò)梯度化學(xué)氣相沉積法（CVD）改變醫(yī)用碳/碳復(fù)合材料表面熱解碳的結(jié)構(gòu)分布來(lái)提高摩擦性能，得到了梯度CVD法制備醫(yī)用碳/碳復(fù)合材料涂層的工藝流程，解決了醫(yī)用碳/碳復(fù)合材料易磨損的問(wèn)題，同時(shí)借助掃描... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：146 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 碳/碳復(fù)合材料簡(jiǎn)介
    1.3 骨組織替換醫(yī)用碳/碳復(fù)合材料及其羥基磷灰石表面改性
        1.3.1 醫(yī)用碳/碳復(fù)合材料
        1.3.2 醫(yī)用碳/碳復(fù)合材料的表面羥基磷灰石生物活性改性
        1.3.3 醫(yī)用碳/碳復(fù)合材料的摩擦性能研究
        1.3.4 醫(yī)用碳/碳復(fù)合材料個(gè)體化人工骨的制備
    1.4 放射治療簡(jiǎn)介及金屬植入物對(duì)放射治療的影響
        1.4.1 放射治療簡(jiǎn)介
        1.4.2 金屬植入物對(duì)放射治療的影響
    1.5 選題背景及研究?jī)?nèi)容
第二章 碳/碳復(fù)合材料的生物學(xué)安全性評(píng)價(jià)研究及應(yīng)用基礎(chǔ)研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.1 細(xì)胞類型
        2.2.2 主要試劑
        2.2.3 碳/碳復(fù)合材料制備
        2.2.4 檢測(cè)設(shè)備
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 生物相容性研究
        2.3.2 成骨細(xì)胞在碳/碳復(fù)合材料表面粘附研究
        2.3.3 不同方法制備碳/碳復(fù)合材料成分分析及成骨細(xì)胞增殖情況
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 生物相容性試驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.4.2 成骨細(xì)胞在碳/碳復(fù)合材料表面粘附研究結(jié)果與討論
        2.4.3 不同方法制備碳/碳復(fù)合材料成分分析及成骨細(xì)胞增殖結(jié)果與討論
    2.5 結(jié)論
第三章 醫(yī)用碳/碳復(fù)合材料表面梯度 CVD 熱解碳涂層的摩擦性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 醫(yī)用碳/碳復(fù)合材料表面梯度 CVD 熱解碳涂層的制備工藝
        3.2.2 檢測(cè)設(shè)備
        3.2.3 測(cè)試方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 對(duì)梯度 CVD 法制備的碳/碳復(fù)合材料的表征
        3.3.2 實(shí)時(shí)摩擦系數(shù)
        3.3.3 摩擦的表面磨損形貌
        3.3.4 討論
    3.4 結(jié)論
第四章 等離子預(yù)處理的碳/碳復(fù)合材料等離子噴涂制備羥基磷灰石涂層及體內(nèi)外生物效應(yīng)研究
    4.1 引言
        4.1.1 研究背景
        4.1.2 輝光放電等離子體表面處理
        4.1.3 研究?jī)?nèi)容
    4.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
        4.2.1 醫(yī)用碳/碳復(fù)合材料
        4.2.2 羥基磷灰石顆粒的制備
        4.2.3 氬氣等離子體預(yù)處理碳/碳復(fù)合材料
        4.2.4 等離子噴涂制備羥基磷灰石涂層
        4.2.5 結(jié)構(gòu)表征與性能測(cè)試
        4.2.6 碳/碳復(fù)合材料羥基磷灰石涂層體內(nèi)生物活性研究
        4.2.7 成骨細(xì)胞在碳/碳復(fù)合材料羥基磷灰石涂層表面的體外實(shí)驗(yàn)
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 羥基磷灰石顆粒的形貌及 X 射線衍射圖譜
        4.3.2 等離子預(yù)處理的碳/碳復(fù)合材料形貌及紅外光譜
        4.3.3 等離子噴涂羥基磷灰石涂層的表征
        4.3.4 劃痕試驗(yàn)
        4.3.5 碳/碳復(fù)合材料羥基磷灰石涂層體內(nèi)生物活性研究結(jié)果
        4.3.6 成骨細(xì)胞在碳/碳復(fù)合材料羥基磷灰石涂層表面的體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.3.7 討論
    4.4 結(jié)論
第五章 碳/碳復(fù)合材料人工骨在放射治療中的劑量學(xué)研究
    5.1 引言
        5.1.1 目前植入物對(duì)放射治療的影響
        5.1.2 射線與物質(zhì)的相互作用
        5.1.3 蒙特卡羅方法與目前計(jì)劃系統(tǒng)常用的劑量計(jì)算方法
        5.1.4 研究問(wèn)題
    5.2 實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.1 加速器模型的建立及蒙特卡羅模擬計(jì)算
        5.2.2 加速器百分深度劑量測(cè)量
        5.2.3 用實(shí)測(cè)法驗(yàn)證蒙特卡羅方法計(jì)算的準(zhǔn)確性
        5.2.4 植入物對(duì)放射影像質(zhì)量的影響
        5.2.5 放射治療計(jì)劃的計(jì)算與設(shè)計(jì)
        5.2.6 碳/碳復(fù)合材料植入物接受放射治療后力學(xué)性能研究
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 蒙特卡羅模擬結(jié)果
        5.3.2 蒙特卡羅模擬結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果比較
        5.3.3 不同材質(zhì)的植入物 X 線影像和 CT 影像
        5.3.4 比較不同植入物的放射治療計(jì)劃
        5.3.5 碳/碳復(fù)合材料植入物接受放射治療后力學(xué)性能比較研究結(jié)果
        5.3.6 討論
    5.4 結(jié)論
第六章 個(gè)體化碳/碳復(fù)合材料人工骨的初步制備及應(yīng)用
    6.1 引言
        6.1.1 個(gè)體化碳/碳復(fù)合材料人工骨
        6.1.2 研究的創(chuàng)新點(diǎn)及解決的問(wèn)題
    6.2 實(shí)驗(yàn)部分
        6.2.1 個(gè)體化碳/碳復(fù)合材料人工骨制備
        6.2.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 人工肱骨及肱骨頭的三維重建及制備
        6.3.2 手術(shù)效果的可視化評(píng)估
        6.3.3 手術(shù)效果
        6.3.4 討論
    6.4 結(jié)論
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]醫(yī)用高分子材料及其相關(guān)產(chǎn)品的臨床應(yīng)用[J].   中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù). 2011(47)
[2]鋁對(duì)人體的毒性及相關(guān)食品安全問(wèn)題研究進(jìn)展[J]. 龐潔.  內(nèi)科. 2011(05)
[3]個(gè)體化人工骨外形的三維建模技術(shù)及應(yīng)用[J]. 楊立軍,齊艷梅,黨新安,王麗麗,周廉.  青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2011(03)
[4]不同骨科植入物對(duì)放射治療的影響[J]. 倪昕曄,湯曉斌,林濤,宋浩磊,孫蘇平,陳達(dá).  中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2011(04)
[5]CT能譜成像技術(shù)減除金屬植入物偽影的定量實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李曉莉,馮衛(wèi)華,董誠(chéng),陳海松,曹會(huì)志,徐文堅(jiān).  中華放射學(xué)雜志. 2011 (08)
[6]CT能譜成像在消除金屬移植物偽影中的應(yīng)用價(jià)值[J]. 惠萍,王新江,崔志鵬,孫紅,李天文,姚洪祥,曹會(huì)志.  中華放射學(xué)雜志. 2011 (08)
[7]鉻離子對(duì)孕鼠的生理和生殖毒性[J]. 張文彬,劉璠.  安徽醫(yī)學(xué). 2011(04)
[8]基于快速成型技術(shù)制作個(gè)體化下頜人工骨的臨床應(yīng)用[J]. 吳紀(jì)楠,龔振宇,陳覺堯,陳俊蘭,王千,許志杰,鄭巧儀,劉亞雄,王忠東.  中華口腔醫(yī)學(xué)研究雜志(電子版). 2011(02)
[9]碳/碳復(fù)合材料概述[J]. 張慧茹.  合成纖維. 2011(01)
[10]背向散射因子在放射治療中的作用[J]. 倪昕曄,湯曉斌,劉云鵬,孫蘇平,宋浩磊,陳達(dá).  輻射防護(hù). 2011(01)

博士論文
[1]表面改性醫(yī)用碳/碳復(fù)合材料及其性能研究[D]. 曹寧.山東大學(xué) 2010
[2]碳/碳復(fù)合材料剛度與強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型研究[D]. 袁輝.南京航空航天大學(xué) 2009
[3]氟、鎘對(duì)骨的效應(yīng)[D]. 錢海雷.復(fù)旦大學(xué) 2006
[4]bFGF對(duì)在鈦片上復(fù)合培養(yǎng)的成骨細(xì)胞整合素表達(dá)的影響[D]. 夏露.四川大學(xué) 2006
[5]聲電化學(xué)法制備碳/碳復(fù)合材料磷酸鈣生物活性涂層研究[D]. 熊信柏.西北工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3164217