氧化锆与纳米羟基磷灰石的粘结实验研究

发布时间：2017-10-08 15:23

  本文关键词：氧化锆与纳米羟基磷灰石的粘结实验研究

  更多相关文章： 氧化锆 纳米羟基磷灰石 种植体 烧结 陶瓷 剪切强度 断裂界面 生物相容性 生物活性 骨结合

【摘要】：目的：种植义齿被誉为人类的第三副牙齿,是近年来缺失牙修复的研究和应用重点。目前临床常用的种植体为纯钛金属,其结构和成分与牙槽骨及牙齿相差甚远,尽管进行了大量的表面改性研究,但到目前还没有理想的改性方法应用于临床。因此,寻找生物活性种植体一直是种植修复研究的热点。氧化锆陶瓷具有良好的生物相容性和机械物理性能,是目前耐磨性最好、硬度最大的陶瓷材料之一,近年来将其作为种植体的研究越来越多。人工合成的纳米羟基磷灰石的化学组成和组织结构与牙齿和骨组织非常相近,具有其他生物材料不可比拟的优异的生物学活性和生物相容性,被广泛应用于骨缺损的修复。纳米羟基磷灰石作为钛种植体表面改性材料的研究一直是提高种植体骨结合的重点,但目前还没有取得突破。以氧化锆为基体,其表面应用纳米羟基磷灰石改性是一个值得引起关注的问题,为提高种植体生物学活性的研究提供了一个新的途径。本实验应用氧化锆陶瓷为基体,将纳米羟基磷灰石陶瓷作为涂层材料与其结合,选择不同的烧结温度,通过检测其粘结剪切强度的高低,筛选最佳的烧结温度,为进一步的研究提供依据和基础。方法：实验一制备纳米羟基磷灰石浆料：采用溶胶/凝胶技术,聚乙烯醇粉体与纳米羟基磷灰石粉体按质量分数1：4共混放入烧杯中,缓慢加入质量分数为10%的乙酸溶液,用磁力搅拌机充分搅拌5小时,直至粉末全部溶解并成凝胶状,制备成纳米羟基磷灰石浆料。实验二粘结试件制备及烧结：自制的模具固定在氧化锆坯体表面,将纳米羟基磷灰石浆料分层均匀充填于20个涂抹石蜡油的模具内,80℃恒温干燥10分钟,取下模具,随机分为4组,分别放入氧化锆结晶炉内,烧结温度分别为1300℃、1400℃、1500℃、1550℃,烧结到指定温度后保温4小时,随炉冷却。取出后用游标卡尺(精度0.02mm)测量烧结后两种材料间粘结面面积。实验三剪切力实验：将制作好的4组试件依次固定于万能测力机上,测定各组试件的抗剪切力并计算剪切强度。实验四断裂界面观察：观察剪切力实验后各组试件的断裂界面和断裂类型。结果：1、通过溶胶/凝胶技术,应用乙酸将聚乙烯醇和纳米羟基磷灰石调拌成凝胶状态,纳米羟基磷灰石能够与氧化锆生坯表面形成良好的初步粘结。2、1300℃纳米羟基磷灰石与二氧化锆的剪切强度为(4.04±1.19)N/mm2,1400℃.纳米羟基磷灰石与二氧化锆的剪切强度为(6.60±0.95)N/mm2,1500℃纳米羟基磷灰石与二氧化锆的剪切强度为(16.51±1.93)N/mm2,1550℃纳米羟基磷灰石与二氧化锆的剪切强度为(80.47±19.31)N/mm2。在四组试件中,温度越高,抗剪切强度越大,1550℃组抗剪切强度最高。四组之间两两比较抗剪切强度差异具有显著性(P0.05),其中1550℃组与其余三组比较差异更为明显(P0.01)。3、试件的粘结面断裂类型绝大多数为界面断裂,而1550℃组还有混合断裂及内聚断裂现象,内聚断裂发生在纳米羟基磷灰石陶瓷内。结论：1、应用溶胶/凝胶技术,用乙酸将聚乙烯醇和纳米羟基磷灰石调制成凝胶状态后,纳米羟基磷灰石可以较为牢固的结合于氧化锆坯体表面。2、剪切力试验结果显示,在1300℃到1550℃之间,随着烧结温度的上升,抗剪切强度越来越高,1550℃烧结下的二氧化锆与纳米羟基磷灰石的抗剪切强度为80.47±19.31MPa,显著高于其他组(P0.01),表明以空气为烧结气氛,室温下开始升温,升温速率3℃～4℃/min,缓慢升温至1550℃,保温4h后随炉冷却至室温时打开,在此烧结工艺下所制备的以氧化锆为基体的纳米羟基磷灰石陶瓷涂层具有最高的抗剪切强度。3、试件的粘结面断裂类型绝大多数为界面断裂,而1550℃组还发生了混合断裂现象,表明1550℃烧结下的纳米羟基磷灰石与二氧化锆除了具有较好的粘结强度外,还具有较高的抗压强度和硬度。4、结果证明,采用溶胶/凝胶技术,应用无压烧结方法,按照烧结工艺,温度为1550℃时,纳米羟基磷灰石能够与氧化锆基体形成良好的粘结,达到了涂层的性能要求,是一种利用氧化锆生坯制备n-HA涂层种植体的可行方法,值得进一步探索和研究。
【关键词】：氧化锆 纳米羟基磷灰石 种植体 烧结 陶瓷 剪切强度 断裂界面 生物相容性 生物活性 骨结合
【学位授予单位】：滨州医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R783.1
【目录】：

• 中文摘要3-6
• 英文摘要6-9
• 缩略词符号说明9-10
• 前言10-12
• 材料与方法12-15
• 结果15-17
• 讨论17-26
• 结论26-27
• 参考文献27-32
• 全文总结32-33
• 附图33-39
• 文献综述39-53
• 参考文献50-53
• 致谢53-54
• 攻读硕士学位期间发表的论文54

【参考文献】

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1 阳杰;罗雪婷;吴丽萍;叶青;汪丽梅;杨静;田长安;尹奇异;;纳米二氧化锆的制备与性能应用研究进展[J];应用化工;2014年09期

2 高定;徐永清;李福兵;;生物陶瓷材料的应用及其研究进展[J];西南国防医药;2014年09期

3 王敬旭;丁祥龙;容明灯;周磊;;激光酸蚀联合纳米管的种植体表面粗化及分析[J];第三军医大学学报;2014年18期

4 刘雯君;王国平;邱憬;;钛金属阳极氧化表面及其复合物的抗菌性[J];中国口腔种植学杂志;2014年01期

5 杨惠;王敏;邹海啸;李智勇;夏海斌;王贻宁;;二氧化锆和钛愈合基台周围龈沟液中AST含量的比较研究[J];牙体牙髓牙周病学杂志;2014年01期

6 左杨;夏荣;屠姗姗;孙磊;徐基亮;刘春;;纯钛种植体表面的纳米改性研究[J];安徽医科大学学报;2013年10期

7 苏尧;黄涛;刘晓光;吴方;;液相等离子喷涂羟基磷灰石涂层性能与工艺的研究[J];生物骨科材料与临床研究;2013年03期

8 袁明;陈萍华;蒋华麟;舒红英;谢伟杰;何伟;邹芳;林艺;;氧化锆陶瓷增韧方法的研究进展[J];江西化工;2013年01期

9 王坤;张垠;艾佳楠;洪重荣;王定改;;陶瓷材料在人工关节中的应用与发展趋势[J];中国陶瓷;2012年12期

10 张静莹;孙慎霞;齐民;艾红军;;含锌羟基磷灰石二氧化钛复合涂层的抗菌性能[J];中国组织工程研究;2012年38期

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本文编号：994783