硅酸三钙陶瓷复合材料性能调控及其增材制造研究
发布时间：2021-10-09 08:03
随着医学临床水平的进步,骨创伤和骨肿瘤等疾病的治愈率提高,人们对人工骨植入物的需求日趋强烈,制备具有优异机械性能及生物性能的人工骨支架成为了骨修复及制造等领域的研究热点。硅酸三钙生物陶瓷能够在生理环境下降解并沉积羟基磷灰石,羟基磷灰石具有与人体骨相似的无机成分,具有良好的生物相容性;硅酸三钙降解过程中释放硅离子和钙离子促进骨细胞增殖,同时产生的多孔结构为骨细胞的增殖和附着提供便利。但硅酸三钙力学性能较差、易蹦碎破坏、水化速率快、可操作时间短和难以进行复杂成型等特点限制了其在人工骨植入物方面的应用。本文以调节硅酸三钙为基体材料的复合陶瓷性能为基础,结合3D打印技术,实现了硅酸三钙复合陶瓷材料的力学性能、生物性能、可打印性能、浆料流动性能和降解性能等方面的综合调控。开展了硅酸三钙复合陶瓷材料的性能调控及增材制造研究。实现了难以精准加工的硅酸三钙高精度复杂成型。本论文的具体研究内容和结果如下:制备了硅酸三钙/硅胶复合陶瓷浆料,研究了羟丙基甲基纤维素（Hypromellose,HPMC）含量对超细粉末团聚情况的影响,当HPMC含量大于1.0wt%时粉末团聚基本消失,可进行高精度成型;研究了硅胶...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硅酸三钙/硅胶复合陶瓷浆料制备及性能评价实验流程
第二章硅酸三钙/硅胶复合陶瓷浆料制备及性能评价13常用的分散剂主要包括无机电解质（例如硅酸钠、碳酸钠、磷酸氢钠等）、有机高聚物（例如聚丙烯酰胺、木质素、羟丙基甲基纤维素等）和表面活性剂（例如阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂等）。软团聚硬团聚图2.2软团聚和硬团聚结构本实验主要通过选用有机高分子聚合物（羟丙基甲基纤维素）作为分散剂，研究羟丙基甲基纤维素含量对硅酸钙/硅胶粉末粒子的团聚影响机理。通过将去离子水与羟丙基甲基纤维素（济南金辉化学有限公司，中国）混合制备HPMC溶液，其质量分数为0,0.5,1.0,1.5和2.0wt％。通过将C3S粉末与HPMC溶液以液体与粉末（L/P）比为0.6g/g组合来制备混合物，以制备用于制备涂片的浆料。数字显微镜（VHX-900，KEYENCE，Japan）用于显示浆料的粉末团聚。(a)(b)(c)(d)(e)图2.3具有不同HPMC含量的混合浆料的团聚情况的数字图像：a）0wt％，b）
第二章硅酸三钙/硅胶复合陶瓷浆料制备及性能评价13常用的分散剂主要包括无机电解质（例如硅酸钠、碳酸钠、磷酸氢钠等）、有机高聚物（例如聚丙烯酰胺、木质素、羟丙基甲基纤维素等）和表面活性剂（例如阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂等）。软团聚硬团聚图2.2软团聚和硬团聚结构本实验主要通过选用有机高分子聚合物（羟丙基甲基纤维素）作为分散剂，研究羟丙基甲基纤维素含量对硅酸钙/硅胶粉末粒子的团聚影响机理。通过将去离子水与羟丙基甲基纤维素（济南金辉化学有限公司，中国）混合制备HPMC溶液，其质量分数为0,0.5,1.0,1.5和2.0wt％。通过将C3S粉末与HPMC溶液以液体与粉末（L/P）比为0.6g/g组合来制备混合物，以制备用于制备涂片的浆料。数字显微镜（VHX-900，KEYENCE，Japan）用于显示浆料的粉末团聚。(a)(b)(c)(d)(e)图2.3具有不同HPMC含量的混合浆料的团聚情况的数字图像：a）0wt％，b）
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅酸盐生物活性陶瓷用于骨组织修复及再生的研究[J]. 吴成铁,常江. 无机材料学报. 2013(01)
[2]冷冻干燥法制备的β-磷酸三钙多孔生物陶瓷支架[J]. 王雪涛,李静,左开慧,曾宇平,张保卫. 中国组织工程研究. 2012(25)
[3]包埋载药微球的羟基磷灰石/聚氨酯复合组织工程支架的研究[J]. 刘浩怀,张建华,许庆陵,张利,李玉宝. 无机材料学报. 2011(10)
[4]组织工程技术构建组织器官的最新研究[J]. 刘德伍. 中国临床康复. 2003(26)
硕士论文
[1]海藻酸钠/明胶三维挤出打印工艺研究[D]. 曹武举.宁波大学 2018
[2]磷酸钙陶瓷骨支架的激光烧结机理及工艺研究[D]. 冯佩.中南大学 2013
本文编号：3425970
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硅酸三钙/硅胶复合陶瓷浆料制备及性能评价实验流程
第二章硅酸三钙/硅胶复合陶瓷浆料制备及性能评价13常用的分散剂主要包括无机电解质（例如硅酸钠、碳酸钠、磷酸氢钠等）、有机高聚物（例如聚丙烯酰胺、木质素、羟丙基甲基纤维素等）和表面活性剂（例如阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂等）。软团聚硬团聚图2.2软团聚和硬团聚结构本实验主要通过选用有机高分子聚合物（羟丙基甲基纤维素）作为分散剂，研究羟丙基甲基纤维素含量对硅酸钙/硅胶粉末粒子的团聚影响机理。通过将去离子水与羟丙基甲基纤维素（济南金辉化学有限公司，中国）混合制备HPMC溶液，其质量分数为0,0.5,1.0,1.5和2.0wt％。通过将C3S粉末与HPMC溶液以液体与粉末（L/P）比为0.6g/g组合来制备混合物，以制备用于制备涂片的浆料。数字显微镜（VHX-900，KEYENCE，Japan）用于显示浆料的粉末团聚。(a)(b)(c)(d)(e)图2.3具有不同HPMC含量的混合浆料的团聚情况的数字图像：a）0wt％，b）
第二章硅酸三钙/硅胶复合陶瓷浆料制备及性能评价13常用的分散剂主要包括无机电解质（例如硅酸钠、碳酸钠、磷酸氢钠等）、有机高聚物（例如聚丙烯酰胺、木质素、羟丙基甲基纤维素等）和表面活性剂（例如阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂等）。软团聚硬团聚图2.2软团聚和硬团聚结构本实验主要通过选用有机高分子聚合物（羟丙基甲基纤维素）作为分散剂，研究羟丙基甲基纤维素含量对硅酸钙/硅胶粉末粒子的团聚影响机理。通过将去离子水与羟丙基甲基纤维素（济南金辉化学有限公司，中国）混合制备HPMC溶液，其质量分数为0,0.5,1.0,1.5和2.0wt％。通过将C3S粉末与HPMC溶液以液体与粉末（L/P）比为0.6g/g组合来制备混合物，以制备用于制备涂片的浆料。数字显微镜（VHX-900，KEYENCE，Japan）用于显示浆料的粉末团聚。(a)(b)(c)(d)(e)图2.3具有不同HPMC含量的混合浆料的团聚情况的数字图像：a）0wt％，b）
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅酸盐生物活性陶瓷用于骨组织修复及再生的研究[J]. 吴成铁,常江. 无机材料学报. 2013(01)
[2]冷冻干燥法制备的β-磷酸三钙多孔生物陶瓷支架[J]. 王雪涛,李静,左开慧,曾宇平,张保卫. 中国组织工程研究. 2012(25)
[3]包埋载药微球的羟基磷灰石/聚氨酯复合组织工程支架的研究[J]. 刘浩怀,张建华,许庆陵,张利,李玉宝. 无机材料学报. 2011(10)
[4]组织工程技术构建组织器官的最新研究[J]. 刘德伍. 中国临床康复. 2003(26)
硕士论文
[1]海藻酸钠/明胶三维挤出打印工艺研究[D]. 曹武举.宁波大学 2018
[2]磷酸钙陶瓷骨支架的激光烧结机理及工艺研究[D]. 冯佩.中南大学 2013
本文编号：3425970
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