發(fā)布時(shí)間：2017-04-24 14:17

  本文關(guān)鍵詞：陶瓷骨支架微結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)聯(lián)規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：摘要：支架是骨組織工程的三要素之一,生物陶瓷因其具有良好的生物相容性和骨傳導(dǎo)性,被認(rèn)為是理想的骨修復(fù)材料。然而目前生物陶瓷支架存在脆性大、韌性低,降解速率不可控,生物活性需進(jìn)一步提高等亟待解決的問(wèn)題。本文利用羥基磷灰石(HAP)晶須對(duì)支架進(jìn)行增強(qiáng)補(bǔ)韌；利用二氧化硅(Si02)和氧化鎂(MgO)來(lái)提高支架的生物活性；利用降解速率較快的磷酸三鈣(TCP)與降解速率較慢的羥基磷灰石復(fù)合來(lái)調(diào)控支架降解性能。論文的主要研究工作與創(chuàng)新性成果有： 1.利用ANSYS對(duì)激光燒結(jié)生物陶瓷溫度場(chǎng)進(jìn)行了建模與仿真,得到了成型過(guò)程中三維瞬態(tài)溫度場(chǎng)及其隨燒結(jié)時(shí)間的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)溫度的梯度分布是燒結(jié)斷面呈現(xiàn)顆粒松散、相互融合和完全致密的本質(zhì)原因。 2.制備了HAP晶須增強(qiáng)的陶瓷支架,發(fā)現(xiàn)HAP晶須能很好的鑲嵌于陶瓷基體中,其增強(qiáng)機(jī)理在于裂紋偏轉(zhuǎn)、晶須橋聯(lián)和晶須拔出。當(dāng)晶須含量為20wt.%時(shí)有最優(yōu)的增強(qiáng)效果,比未添加晶須支架的壓縮強(qiáng)度和斷裂韌性分別提高了50%和20%。 3.SiO2和MgO提高了陶瓷支架的生物活性,降低了支架的降解速率,促進(jìn)了細(xì)胞在支架上的粘附與增殖。同時(shí),Si02和MgO還能增強(qiáng)支架的壓縮強(qiáng)度,含有5wt.%Si02和1wt.%MgO兩種氧化物的支架從3.12±0.36MPa提高到10.43±0.28MPa。 4.獲得了一種降解速率可控的陶瓷支架,其調(diào)控原理是控制支架中TCP和HAP的比例。研究還發(fā)現(xiàn)TCP/HAP雙相陶瓷支架的力學(xué)性能和細(xì)胞粘附能力都要優(yōu)于純TCP和純HAP支架。
【關(guān)鍵詞】：選擇性激光燒結(jié) 溫度場(chǎng) 多孔支架 機(jī)械性能 生物性能
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R318.08
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 1 緒論9-23
• 1.1 人工骨簡(jiǎn)述9-11
• 1.1.1 骨的結(jié)構(gòu)9-10
• 1.1.2 骨組織工程10-11
• 1.2 理想骨支架性能要求11-13
• 1.2.1 生物學(xué)性能要求11
• 1.2.2 力學(xué)性能要求11-12
• 1.2.3 結(jié)構(gòu)要求12-13
• 1.3 骨支架制備材料與制備技術(shù)的研究進(jìn)展13-19
• 1.3.1 骨支架制備材料13-15
• 1.3.2 骨支架制備技術(shù)15-19
• 1.4 多孔陶瓷支架增強(qiáng)補(bǔ)韌方法19-21
• 1.4.1 纖維和晶須增強(qiáng)19
• 1.4.2 納米顆粒增強(qiáng)19-20
• 1.4.3 復(fù)合增強(qiáng)20
• 1.4.4 自增韌20-21
• 1.5 本論文的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)21-23
• 1.5.1 研究思路和創(chuàng)新點(diǎn)21-22
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容22-23
• 2 激光燒結(jié)生物陶瓷的溫度場(chǎng)模擬與實(shí)驗(yàn)研究23-32
• 2.1 激光燒結(jié)生物陶瓷溫度場(chǎng)模型23-24
• 2.1.1 物理模型23-24
• 2.1.2 三維有限元模型24
• 2.1.3 瞬態(tài)熱傳導(dǎo)方程24
• 2.2 邊界條件處理與載荷的施加24-26
• 2.3 溫度場(chǎng)模擬與結(jié)果分析26-29
• 2.4 紅外熱像儀測(cè)量燒結(jié)溫度場(chǎng)29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 羥基磷灰石晶須增強(qiáng)多孔陶瓷骨支架的性能研究32-42
• 3.1 HAP晶須增強(qiáng)骨支架的制備與表征33-35
• 3.2 HAP晶須對(duì)支架機(jī)械性能的影響35-36
• 3.3 HAP晶須對(duì)支架微觀結(jié)構(gòu)的影響36-39
• 3.4 HAP晶須對(duì)支架物相組成的影響39-40
• 3.5 HAP晶須增強(qiáng)骨支架的生物活性40-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 4 二氧化硅和氧化鎂對(duì)支架生物性能與機(jī)械性能的影響42-54
• 4.1 摻雜SiO_2和MgO陶瓷支架的設(shè)計(jì)與制備43-45
• 4.2 摻雜支架機(jī)械性能與生物性能測(cè)試45-46
• 4.3 SiO_2和MgO對(duì)支架物相組成的影響46-47
• 4.4 SiO_2和MgO對(duì)支架機(jī)械性能的影響47-48
• 4.5 SiO_2和MgO對(duì)支架生物學(xué)性能的影響48-53
• 4.5.1 對(duì)支架生物活性的影響48-50
• 4.5.2 對(duì)支架的降解性的影響50-51
• 4.5.3 對(duì)支架細(xì)胞相容性的影響51-53
• 4.6 本章小結(jié)53-54
• 5 磷酸三鈣/羥基磷灰石雙相陶瓷支架的降解性能研究54-61
• 5.1 TCP/HAP雙相陶瓷支架的制備及表征54-55
• 5.2 TCP/HAP雙相陶瓷支架的物相組成55-56
• 5.3 TCP/HAP雙相陶瓷支架的降解性能56-59
• 5.4 TCP/HAP雙相陶瓷支架的細(xì)胞相容性59-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 6 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 全文總結(jié)61-62
• 6.2 研究展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-71
• 攻讀碩士期間主要的研究成果目錄71-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 梁紅玉,朱宇明,徐宏,白培康;覆膜陶瓷粉末激光線掃描燒結(jié)溫度測(cè)試[J];測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào);2000年02期

2 龐龍;胡蘊(yùn)玉;顏永年;劉利;熊卓;呂榮;王軍;;雜化改性后快速成型支架對(duì)骨缺損修復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究[J];創(chuàng)傷外科雜志;2007年03期

3 牟元華,李玉寶,張翔,呂國(guó)玉,左奕,許鳳蘭;一種制備納米羥基磷灰石/聚乙烯醇多孔支架材料的新方法[J];功能材料;2005年10期

4 張曉凱,陳曉峰,王迎軍,張梅梅;CaO-P_2O_5-SiO_2系統(tǒng)溶膠-凝膠生物活性多孔材料在SBF中的性能研究[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2005年22期

5 熊卓,顏永年,張超,胡蘊(yùn)玉,徐建強(qiáng),鄭衛(wèi)國(guó);PLLA/TCP復(fù)合骨組織載體框架的低溫?cái)D出成形[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年05期

6 張梅;黃其煜;周曉健;孫強(qiáng);楊菲;陳萬(wàn)濤;;鈦表面TiO_2納米孔對(duì)骨髓基質(zhì)細(xì)胞黏附和鋪展的影響[J];上海口腔醫(yī)學(xué);2009年05期

7 胡紅濤;許國(guó)華;莊媛;昝青峰;葉曉健;;多孔陶瓷支架材料補(bǔ)強(qiáng)增韌方法的研究進(jìn)展[J];醫(yī)學(xué)綜述;2011年21期

8 任繼文;劉建書;;工藝參數(shù)對(duì)316不銹鋼粉末激光燒結(jié)溫度場(chǎng)的影響[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2010年08期

9 魯雄;馮波;翁杰;冷揚(yáng);;生物材料表面微納結(jié)構(gòu)對(duì)成骨相關(guān)細(xì)胞的影響[J];中國(guó)材料進(jìn)展;2013年10期

  本文關(guān)鍵詞：陶瓷骨支架微結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)聯(lián)規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：324369