AZ31B/HAP生物骨骼制备与性能分析及应用研究
发布时间：2021-04-09 10:01
先进的医用人工骨的材料、模型制造及其表面改性技术已成为一个重要的研究领域。镁合金以其良好的力学性能、可吸收性和对人体无毒害等优点,成为新一代的医用金属材料。羟基磷灰石作为药物载体,利于硬骨组织的修复。因羟基磷灰石是一种难溶于水的磷酸钙盐,可以利用电泳沉积表面改性技术,将不易溶解的物质沉积到金属基体表面。本文对电泳沉积参数中的沉积时间、HAP涂层的厚度,以及制备人工骨镁合金基羟基磷灰石复合材料进行研究,开展的工作和取得的成果如下:（1）研究了在AZ31B镁合金表面电泳沉积羟基磷灰石,该涂层的厚度、结合强度、微观形貌以及表面主要成分与沉积时间之间的变化规律。结果表明:通过比较电泳沉积时间不同的试样涂层,沉积时间短的复合材料,其基体—涂层结合强度较高（三者的结合强度之比约为5/4/1）,表面涂层分布均匀,致密性好。电场强度较大时,涂层的厚度与沉积时间呈正相关,当基体表面逐渐被涂层完全覆盖（即达到临界厚度）,电场强度明显降低,沉积的速度下降,涂层的致密性逐渐变差,尤其在试样干燥后,涂层越厚,翘楚和脱落越严重。（2）研究了不同涂层厚度的AZ31B/HAP复合材料在模拟体液浸泡腐蚀后的质量变化、表...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 镁合金基羟基磷灰石生物复合材料的研究现状
1.2.2 镁合金基复合材料生物相容性评价
1.2.3 人工骨制造研究现状
1.2.4 镁合金粉末冶金制备现状
1.3 本文的主要研究内容和技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 电泳沉积时间对AZ31B/HAP材料涂层性能的影响
2.1 电泳沉积处理
2.2 实验原理
2.2.1 试验材料
2.2.2 试验主要仪器及药品
2.2.3 悬浮液粒度
2.2.4 试验装置
2.2.5 试验方法
2.3 复合材料性能表征
2.3.1 X射线衍射物相分析方法
2.3.2 界面结合力分析
2.3.3 扫描电子显微分析（SEM）和成分能谱分析（EDS）
2.4 涂层表征与分析
2.4.1 HAP涂层的表面整体形貌及厚度
2.4.2 AZ31B镁合金与HAP涂层的界面结合
2.4.3 AZ31B/HAP复合材料的XRD分析
2.4.4 HAP涂层得表面形貌和能谱分析
2.5 本章小结
第三章 HAP涂层的最佳厚度与生物相容性分析
3.1 模拟体液的配置
3.1.1 试验主要仪器及药品
3.1.2 试验步骤
3.2 SBF溶液浸泡腐蚀试验
3.3 称重法
3.4 溶液PH值
3.5 生物相容性能评价
3.5.1 实验材料与试剂
3.5.2 实验设计
3.5.3 植入步骤
3.5.4 观察指标
3.6 SBF腐蚀试验的结果与分析
3.6.1 涂层的腐蚀速率
3.6.2 SBF溶液的PH值变化
3.6.3 AZ31B/HAP复合材料腐蚀后的XRD表征
3.6.4 腐蚀后涂层的表面形貌及EDS分析
3.7 AZ31B/HAP复合材料的生物相容性
3.7.1 动物实验结果
3.7.2 AZ31B/HAP生物复合材料对肌肉组织的影响
3.8 本章小结
第四章 粉末冶金AZ31B/HAP复合材料的人工骨制备
4.1 镁合金人工骨模型设计与制作
4.1.1 仿生骨设计
4.1.2 仿生骨外膜制作
4.2 孔架型芯制造
4.3 多孔AZ31B镁合金仿生骨的粉末冶金制备工艺
4.4 多孔镁合金仿生骨的HAP涂层制备
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电泳沉积参数对镁合金基羟基磷灰石表面涂层性能影响[J]. 薛顺,林国湘,李林升. 机械研究与应用. 2015(01)
[2]可生物降解镁合金血管支架管坯的材料制备及成形研究进展[J]. 汪力骁,方刚. 精密成形工程. 2014(06)
[3]模拟体液中的尿酸对AZ31B镁合金腐蚀行为的影响[J]. 熊中平,司玉军,李敏娇,岑巧. 材料保护. 2014(09)
[4]Mg-3Zn-0.5Zr合金在SBF中的腐蚀行为与细胞毒性[J]. 张晶,毕衍泽,陈民芳,刘德宝. 稀有金属材料与工程. 2014(S1)
[5]基于知识库的骨支架可控分形设计[J]. 汪焰恩,王月波,杨明明,潘飞龙,李欣培,魏生民. 西北工业大学学报. 2013(05)
[6]新型羟基磷灰石涂层镁合金生物学毒性及相容性观察[J]. 秦海明,陈渝宁,宋福林,崔彤,管仁国. 中国医科大学学报. 2013(04)
[7]浅谈铝与人体健康的关系[J]. 贺婷婷. 微量元素与健康研究. 2013(02)
[8]Corrosion properties in a simulated body fluid of Mg/β-TCP composites prepared by powder metallurgy[J]. Yong Wang, Ze-hong Wu, Hong Zhou, Zhi-dong Liao, and Heng-fei Zhang College of Materials Science & Engineering, National Engineering Research Center for Magnesium Alloys, Chongqing University, Chongqing 400045, China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2012(11)
[9]环境铝污染与人体健康[J]. 常淑贞,赵二劳. 忻州师范学院学报. 2012(05)
[10]人工骨支架结构设计与实现[J]. 王月波,汪焰恩,魏生民,杨明明. 西安工业大学学报. 2012(04)
硕士论文
[1]Ti3AlC2多孔陶瓷的制备及性能研究[D]. 曹辉.北京交通大学 2015
[2]基于CT的异形零部件测量及三维建模与快速成型研究[D]. 谢家龙.南华大学 2014
[3]可降解镁合金内固定材料的生物相容性研究[D]. 刘俊阳.吉林大学 2013
[4]电泳沉积羟基磷灰石涂层的微波合成研究[D]. 黄朝.华中科技大学 2013
[5]激光烧结系统的运动控制与纳米陶瓷人工骨制备工艺的研究[D]. 高成德.中南大学 2012
[6]用仿生涂层控制镁合金的降解速率[D]. 邢晓乐.东北大学 2012
[7]镁铝合金及其涂层的生物相容性实验研究[D]. 隋文渊.南方医科大学 2012
[8]羟基磷灰石涂层镁基生物材料电化学制备与表征[D]. 郝孝丽.成都理工大学 2012
[9]HA涂层镁合金生物医用材料的制备及其降解性能与生物相容性的研究[D]. 李雪.东北大学 2010
[10]粉末冶金超细晶镁合金的制备与组织性能研究[D]. 邓澄.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3127423
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 镁合金基羟基磷灰石生物复合材料的研究现状
1.2.2 镁合金基复合材料生物相容性评价
1.2.3 人工骨制造研究现状
1.2.4 镁合金粉末冶金制备现状
1.3 本文的主要研究内容和技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 电泳沉积时间对AZ31B/HAP材料涂层性能的影响
2.1 电泳沉积处理
2.2 实验原理
2.2.1 试验材料
2.2.2 试验主要仪器及药品
2.2.3 悬浮液粒度
2.2.4 试验装置
2.2.5 试验方法
2.3 复合材料性能表征
2.3.1 X射线衍射物相分析方法
2.3.2 界面结合力分析
2.3.3 扫描电子显微分析（SEM）和成分能谱分析（EDS）
2.4 涂层表征与分析
2.4.1 HAP涂层的表面整体形貌及厚度
2.4.2 AZ31B镁合金与HAP涂层的界面结合
2.4.3 AZ31B/HAP复合材料的XRD分析
2.4.4 HAP涂层得表面形貌和能谱分析
2.5 本章小结
第三章 HAP涂层的最佳厚度与生物相容性分析
3.1 模拟体液的配置
3.1.1 试验主要仪器及药品
3.1.2 试验步骤
3.2 SBF溶液浸泡腐蚀试验
3.3 称重法
3.4 溶液PH值
3.5 生物相容性能评价
3.5.1 实验材料与试剂
3.5.2 实验设计
3.5.3 植入步骤
3.5.4 观察指标
3.6 SBF腐蚀试验的结果与分析
3.6.1 涂层的腐蚀速率
3.6.2 SBF溶液的PH值变化
3.6.3 AZ31B/HAP复合材料腐蚀后的XRD表征
3.6.4 腐蚀后涂层的表面形貌及EDS分析
3.7 AZ31B/HAP复合材料的生物相容性
3.7.1 动物实验结果
3.7.2 AZ31B/HAP生物复合材料对肌肉组织的影响
3.8 本章小结
第四章 粉末冶金AZ31B/HAP复合材料的人工骨制备
4.1 镁合金人工骨模型设计与制作
4.1.1 仿生骨设计
4.1.2 仿生骨外膜制作
4.2 孔架型芯制造
4.3 多孔AZ31B镁合金仿生骨的粉末冶金制备工艺
4.4 多孔镁合金仿生骨的HAP涂层制备
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电泳沉积参数对镁合金基羟基磷灰石表面涂层性能影响[J]. 薛顺,林国湘,李林升. 机械研究与应用. 2015(01)
[2]可生物降解镁合金血管支架管坯的材料制备及成形研究进展[J]. 汪力骁,方刚. 精密成形工程. 2014(06)
[3]模拟体液中的尿酸对AZ31B镁合金腐蚀行为的影响[J]. 熊中平,司玉军,李敏娇,岑巧. 材料保护. 2014(09)
[4]Mg-3Zn-0.5Zr合金在SBF中的腐蚀行为与细胞毒性[J]. 张晶,毕衍泽,陈民芳,刘德宝. 稀有金属材料与工程. 2014(S1)
[5]基于知识库的骨支架可控分形设计[J]. 汪焰恩,王月波,杨明明,潘飞龙,李欣培,魏生民. 西北工业大学学报. 2013(05)
[6]新型羟基磷灰石涂层镁合金生物学毒性及相容性观察[J]. 秦海明,陈渝宁,宋福林,崔彤,管仁国. 中国医科大学学报. 2013(04)
[7]浅谈铝与人体健康的关系[J]. 贺婷婷. 微量元素与健康研究. 2013(02)
[8]Corrosion properties in a simulated body fluid of Mg/β-TCP composites prepared by powder metallurgy[J]. Yong Wang, Ze-hong Wu, Hong Zhou, Zhi-dong Liao, and Heng-fei Zhang College of Materials Science & Engineering, National Engineering Research Center for Magnesium Alloys, Chongqing University, Chongqing 400045, China. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2012(11)
[9]环境铝污染与人体健康[J]. 常淑贞,赵二劳. 忻州师范学院学报. 2012(05)
[10]人工骨支架结构设计与实现[J]. 王月波,汪焰恩,魏生民,杨明明. 西安工业大学学报. 2012(04)
硕士论文
[1]Ti3AlC2多孔陶瓷的制备及性能研究[D]. 曹辉.北京交通大学 2015
[2]基于CT的异形零部件测量及三维建模与快速成型研究[D]. 谢家龙.南华大学 2014
[3]可降解镁合金内固定材料的生物相容性研究[D]. 刘俊阳.吉林大学 2013
[4]电泳沉积羟基磷灰石涂层的微波合成研究[D]. 黄朝.华中科技大学 2013
[5]激光烧结系统的运动控制与纳米陶瓷人工骨制备工艺的研究[D]. 高成德.中南大学 2012
[6]用仿生涂层控制镁合金的降解速率[D]. 邢晓乐.东北大学 2012
[7]镁铝合金及其涂层的生物相容性实验研究[D]. 隋文渊.南方医科大学 2012
[8]羟基磷灰石涂层镁基生物材料电化学制备与表征[D]. 郝孝丽.成都理工大学 2012
[9]HA涂层镁合金生物医用材料的制备及其降解性能与生物相容性的研究[D]. 李雪.东北大学 2010
[10]粉末冶金超细晶镁合金的制备与组织性能研究[D]. 邓澄.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3127423
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