力学环境对镁合金AZ31降解行为影响的数值模拟和实验研究

发布时间：2021-03-07 18:07

　　近年来镁合金作为人体内固定的植入材料备受关注,但因其化学性质活泼在体内降解速率过快导致与骨愈合周期不相匹配,成为其不能推广应用的原因之一。本文主要研究三点弯曲作用力对镁合金AZ31接骨板降解性能的影响,研究方法采用有限元模拟与体外降解实验相结合的方式,对不同孔形的镁合金接骨板的降解过程进行定量式的研究,并通过有限元模拟结果和体外降解实验结果的对比进而得出一定的结论,以期为镁合金作为接骨材料的应用提供真实有效的理论依据。论文主要研究内容如下:（1）对医用镁合金的国内外研究现状作了阐述,提出课题研究的必要性并为课题的研究提供理论依据;通过对国内外研究现状的分析进一步确定论文的研究方向和研究思路。（2）有限元模拟中设计两种不同孔形的镁合金接骨板模型（模型A和模型B）,基于“连续损伤理论”将镁合金腐蚀的两种机制整合到ABAQUS中,分别研究其在20N、40N和60N载荷作用下的降解腐蚀规律,并实时对降解过程的氢气量和质损率进行统计。结果表明:镁合金接骨板断裂时间点和断裂位置各不相同,载荷越大断裂时间点出现的越早;模型A为接骨板中间两孔中的一个发生断裂,模型B为接骨板中间整体部位发生断裂。（3）... 

【文章来源】：天津理工大学天津市

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

浸泡1天

浸泡3天

- 4 -图 1-3 哑铃型镁合金板在模拟体液中分别浸泡 0、1、3、6、9 个月后形貌图3. 镁合金 AZ31 作为生物支架材料的研究另有一些学者对镁合金作为支架材料的应用做了研究，主要是将其应用在动物体内，再研究其降解腐蚀特性。李海伟[23]等人将可降解 AZ31 镁合金支架应用于兔腹主动脉并对其做了降解性能的研究，将 12 个可降解 AZ31 镁合金支架植入 12 只大白兔腹主动脉中，分别于术后 1 个月、2 个月 、3 个月和 4 个月对支架血管进行 X 线和病理的检查，结果表明 12 只实验兔存活良好，X 线和病理显示 1 个月时支架形态比较完整，2个月时支架的支杆降解断裂并失去支撑作用，3 个月时大部分支架的支杆基本降解完全，4个月时所有支架完全降解，如何增加镁合金在体内的支撑时间是急需解决的问题。Gu[24]等人研究了拉伸和流体剪切应力对镁合金支架降解的影响，加载流程图如图 1-4 所示，结果表明拉伸载荷比流体剪切应力更严重地影响镁丝的降解，在拉伸载荷下，随着拉伸


本文编号：3069568