本文關(guān)鍵詞：復(fù)合結(jié)構(gòu)多孔鈦合金支架設(shè)計(jì)及制作技術(shù)研究

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【摘要】：骨損傷是影響人類健康的一大元兇,目前的治療方式主要是利用骨植入物固定斷骨及促進(jìn)骨組織的成長(zhǎng)。鈦合金以其優(yōu)良的生物相容性和力學(xué)性能在人體植入骨替代物領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,傳統(tǒng)的骨代替物以致密金屬和泡沫金屬為主,但有很多弊端,近些年由于金屬快速成型技術(shù)的發(fā)展,對(duì)規(guī)則多孔鈦支架的研究也越來(lái)越多。鈦合金支架在人體內(nèi)為細(xì)胞生長(zhǎng)提供力學(xué)環(huán)境和生物環(huán)境,力學(xué)環(huán)境要求鈦合金支架具有一定的抗壓強(qiáng)度和彈性模量,生物環(huán)境要求支架具有較大的孔徑和孔隙率,因而鈦合金支架在滿足一定孔隙率的條件下,強(qiáng)度越高越好。文章首先利用Unigraphics NX 7.5設(shè)計(jì)了五種不同的單元體結(jié)構(gòu),并將單元體按照一定的規(guī)則在三維空間中有序排列形成多孔支架,5種支架具有相同的支桿截面尺寸和相近的設(shè)計(jì)孔隙率,將五種多孔支架的模型用電子束快速成型工藝制備,實(shí)物模型做光學(xué)顯微鏡下的表征,結(jié)果表明模型的實(shí)際桿截面尺寸和實(shí)際孔徑與設(shè)計(jì)值之間存在一定誤差,但在可控范圍內(nèi),測(cè)量5種多孔支架的孔隙率和抗壓強(qiáng)度,結(jié)果表明孔隙率相近,單元體結(jié)構(gòu)不同的支架其強(qiáng)度會(huì)有較大差異。為了探討支架設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)強(qiáng)度的影響,針對(duì)倒V結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了一系列多孔支架,利用Ansys有限元分析來(lái)比較多孔支架的強(qiáng)度,結(jié)果表明,支桿夾角對(duì)強(qiáng)度的影響最大,桿截面尺寸和桿長(zhǎng)的影響因子相似,考慮到制造誤差和孔徑因素,桿截面尺寸的影響權(quán)重要高于桿長(zhǎng)。介紹了生物醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用,選擇殼聚糖、絲素蛋白、納米羥基磷灰石與β-TCP和多孔鈦進(jìn)行復(fù)合,然后做SEM下的表征,結(jié)果表明,β-TCP三層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料分層明顯,不同層次之間結(jié)合牢固,孔隙形貌相差很大,多孔鈦的孔隙中充滿了多孔的生物材料,利于細(xì)胞生長(zhǎng)。做了鈦合金支架上的成骨細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,鈦合金支架具有促進(jìn)成骨細(xì)胞生長(zhǎng)的作用。
【關(guān)鍵詞】：多孔鈦支架 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 復(fù)合材料 生物材料
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景11-14
• 1.2 研究目的和方法14-16
• 第二章 多孔鈦支架的設(shè)計(jì)16-27
• 2.1 多孔鈦支架的設(shè)計(jì)過(guò)程16-20
• 2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)20
• 2.3 設(shè)計(jì)應(yīng)用案例20-23
• 2.4 五種單元體不同的多孔支架的設(shè)計(jì)23-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 多孔鈦支架的制造27-32
• 3.1 制造參數(shù)和過(guò)程27-29
• 3.2 實(shí)物模型的觀測(cè)29-31
• 3.2.1 顯微鏡下形貌觀測(cè)和孔隙率測(cè)定29
• 3.2.2 力學(xué)性能測(cè)試29-31
• 3.3 本章小結(jié)31-32
• 第四章 多孔鈦支架的優(yōu)化設(shè)計(jì)32-46
• 4.1 單元體對(duì)支架強(qiáng)度的影響32-33
• 4.2 設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)支架強(qiáng)度的影響33-44
• 4.2.1 桿截面尺寸和支桿長(zhǎng)度因子的對(duì)比33-38
• 4.2.2 桿截面尺寸和支桿夾角因子的對(duì)比38-41
• 4.2.3 桿長(zhǎng)和桿夾角因子的對(duì)比41-44
• 4.2.4 小結(jié)44
• 4.3 優(yōu)化參數(shù)44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第五章 復(fù)合材料的制備與觀測(cè)46-67
• 5.1 生物醫(yī)用高分子材料的應(yīng)用46-48
• 5.1.1 生物醫(yī)用高分子材料的分類46-47
• 5.1.2 生物醫(yī)用高分子材料的特性47-48
• 5.2 殼聚糖/納米羥基磷灰石復(fù)合材料的制備和表征48-53
• 5.3 β-TCP為基體的三層復(fù)合材料的制備和表征53-58
• 5.3.1 β-TCP/殼聚糖/納米羥基磷灰石三層復(fù)合材料的制備和表征53-56
• 5.3.2 β-TCP/絲素蛋白三層復(fù)合材料的制備與表征56-58
• 5.4 多孔鈦支架復(fù)合材料的制備和表征58-61
• 5.4.1 多孔鈦支架/殼聚糖/羥基磷灰石復(fù)合材料的制備和表征58-60
• 5.4.2 多孔鈦支架/絲素蛋白/羥基磷灰石復(fù)合材料的制備和表征60-61
• 5.5 多孔鈦合金支架的細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)61-66
• 5.5.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程和方法61-63
• 5.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果63-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)67-68
• 6.2 后續(xù)研究工作68-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 楊立群;楊丹;孟舒;關(guān)艷敏;李建新;李淼;;生物降解性合成高分子材料作為藥物緩釋載體的研究進(jìn)展[J];當(dāng)代醫(yī)學(xué);2009年33期

2 張利,李玉寶,魏杰,左奕,韓紀(jì)梅,吳蘭,王學(xué)江;納米羥基磷灰石/殼聚糖復(fù)合骨修復(fù)材料的共沉淀法制備及其性能表征[J];功能材料;2005年03期

3 呂福堂;甲殼素及其應(yīng)用[J];生物學(xué)通報(bào);2003年12期

4 郎亞軍,張苓花,王運(yùn)吉;甲殼素研究和應(yīng)用[J];中國(guó)食品添加劑;2004年01期

5 黃傳勇,孫淑珍,張中太;生物陶瓷復(fù)合材料的研究[J];中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào);2000年03期

6 劉岸平;欒春燕;張大鵬;;羥基磷灰石生物醫(yī)用陶瓷材料的研究與應(yīng)用[J];科技咨詢導(dǎo)報(bào);2007年18期

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本文編號(hào)：837925