激光快速成形制备钛表面HA涂层及其成骨相关性能研究
发布时间：2021-02-23 05:43
纯钛等金属材料具有良好的机械性能和生物相容性,但其不具有生物活性,无法与植入区骨组织形成化学结合,其固位只能依靠机械嵌合;以羟基磷灰石为代表的磷酸钙陶瓷具有较好的生物活性,能够与植入区骨组织形成稳定的化学结合,然而其机械性能差,无法承受生理载荷。表面涂层技术可以将二者的优势结合在一起,目前在纯钛等金属表面制备磷酸钙涂层的技术较多,然而均存在结合强度低、物相活性差等问题。激光熔覆技术能够使涂层与基材之间发生冶金结合,提高涂层的结合强度,但是其涂层内部物相的生物活性及稳定性较差。本课题将激光快速成形技术应用于纯钛表面磷酸钙生物活性陶瓷涂层的制备研究,以CaHPO4·2H2O和CaCO3混合粉末为原料,探讨了原料粉末钙磷比、激光功率、扫描速度和热处理条件对涂层生成物相的影响规律;在优化的工艺条件下,在纯钛表面制备出了HA涂层;并对该涂层材料的机械、理化和生物学性能进行了评价,探索出了一种纯钛表面HA涂层制备的新方法,为HA涂层材料的进一步制备研究及应用奠定实验基础。研究方法:1.通过分组设计,进行涂层的成形制备,利用X射线衍射...
【文章来源】：中国人民解放军空军军医大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
生物活性玻璃与骨组织形成键合时的界面反应过程图
图 2 生物活性陶瓷表面与生理环境之间的理化、生物反应示意图[47] 生物活性陶瓷的溶解；② 体液中物质在生物活性陶瓷表面的沉积并析出；③ 生瓷/生理组织界面离子交换和结构重组；④ 离子从生物活性陶瓷的表面扩散至内部 溶液影响细胞活性；⑥ 无机物和有机物的沉淀；⑦ 沉淀物在生物活性陶瓷表面合；⑧ 生物活性陶瓷表面趋化；⑨ 细胞黏附和增殖；⑩ 细胞的分化； ○11 细胞基质的形成。上述过程可以总结如下：具有生物活性的 CPC 材料植入体内后，其可以发生部分溶解，以微晶颗粒的形式或水解生成的钙磷离子形式，通PC 材料/生理组织界面进入组织液内；与此同时，组织液内的钙离子和子也会析出并沉积于 CPC 材料的表面，形成新的类骨磷灰石；通过上溶解和沉积的过程，CPC 表面甚至其内部一定深度处的材料与组织液之生了离子交换，使 CPC 材料表面结构实现了适应性的调整；而进入组
第四军医大学博士学位论文1. 等离子喷涂（Plasma spray deposition）等离子喷涂技术在制备涂层时，是将涂层材料的粉末输入高温等离子火焰中，粉末迅速发生熔化并被高速喷射到基材表面，熔化的涂层材料在基材表面快速冷却并凝固于基材上，从而形成涂层（见图 3）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光熔覆钛基生物陶瓷涂层的制备及其界面研究[J]. 郑敏,樊丁,李秀坤,张建斌,刘其斌. 稀有金属材料与工程. 2009(11)
[2]激光熔覆工艺参数对生物陶瓷涂层组织性能的影响[J]. 郑敏,樊丁,李秀坤,张建斌,刘其斌. 热加工工艺. 2008(07)
[3]多孔镁作为新型骨组织工程材料的研究探索[J]. 耿芳,谭丽丽,张炳春,郑丰,杨柯. 材料导报. 2007(05)
[4]人体用金属植入材料的研究进展[J]. 李兆峰,黄伟九,刘明. 重庆工学院学报. 2006(05)
[5]电泳沉积HA/Ti复合涂层的结合强度和热稳定性[J]. 倪军,刘榕芳,肖秀峰. 稀有金属材料与工程. 2006(01)
[6]生物体用金属材料研究进展[J]. 张文毓. 云南大学学报(自然科学版). 2005(S1)
[7]Ti6Al4V表面HAP/TiO2生物活性复合涂层的表征及结合强度分析[J]. 苏冰,于旭东,张文光,王成焘. 功能材料. 2005(07)
[8]生物医用材料316L不锈钢的磨损腐蚀特性研究[J]. 王安东,戴起勋. 金属热处理. 2005(03)
[9]电泳沉积HA-Ti-Y2O3/ZrO2复合涂层的研究[J]. 倪军,肖秀峰,刘榕芳. 材料保护. 2005(02)
[10]钛合金表面宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层[J]. 刘其斌,郑敏,朱维东,李海涛,董闯. 功能材料. 2005(01)
博士论文
[1]激光快速成形技术制备磷酸钙陶瓷涂层及其生物学性能研究[D]. 高阳.第四军医大学 2010
[2]应用激光快速成形技术制作全口义齿钛基托的实验研究[D]. 吴江.第四军医大学 2007
[3]激光快速成形技术制作纯钛植入材料的实验研究[D]. 朱娟芳.第四军医大学 2007
[4]钛合金表面激光合成与熔覆稀土生物陶瓷复合涂层的研究[D]. 王勇.重庆大学 2002
硕士论文
[1]梯度生物活性涂层材料激光快速成形制备技术及其理化性能初步研究[D]. 关泰红.第四军医大学 2009
[2]激光快速成形技术制作镍铬合金基底冠的可行性实验研究[D]. 胡江.第四军医大学 2007
[3]激光快速成形技术制作纯钛基底冠的可行性实验研究[D]. 韩彦峰.第四军医大学 2007
[4]口腔修复体用激光立体成形钛锆合金粉末的研制及其性能研究[D]. 严晓东.第四军医大学 2005
本文编号：3047105
【文章来源】：中国人民解放军空军军医大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
生物活性玻璃与骨组织形成键合时的界面反应过程图
图 2 生物活性陶瓷表面与生理环境之间的理化、生物反应示意图[47] 生物活性陶瓷的溶解；② 体液中物质在生物活性陶瓷表面的沉积并析出；③ 生瓷/生理组织界面离子交换和结构重组；④ 离子从生物活性陶瓷的表面扩散至内部 溶液影响细胞活性；⑥ 无机物和有机物的沉淀；⑦ 沉淀物在生物活性陶瓷表面合；⑧ 生物活性陶瓷表面趋化；⑨ 细胞黏附和增殖；⑩ 细胞的分化； ○11 细胞基质的形成。上述过程可以总结如下：具有生物活性的 CPC 材料植入体内后，其可以发生部分溶解，以微晶颗粒的形式或水解生成的钙磷离子形式，通PC 材料/生理组织界面进入组织液内；与此同时，组织液内的钙离子和子也会析出并沉积于 CPC 材料的表面，形成新的类骨磷灰石；通过上溶解和沉积的过程，CPC 表面甚至其内部一定深度处的材料与组织液之生了离子交换，使 CPC 材料表面结构实现了适应性的调整；而进入组
第四军医大学博士学位论文1. 等离子喷涂（Plasma spray deposition）等离子喷涂技术在制备涂层时，是将涂层材料的粉末输入高温等离子火焰中，粉末迅速发生熔化并被高速喷射到基材表面，熔化的涂层材料在基材表面快速冷却并凝固于基材上，从而形成涂层（见图 3）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光熔覆钛基生物陶瓷涂层的制备及其界面研究[J]. 郑敏,樊丁,李秀坤,张建斌,刘其斌. 稀有金属材料与工程. 2009(11)
[2]激光熔覆工艺参数对生物陶瓷涂层组织性能的影响[J]. 郑敏,樊丁,李秀坤,张建斌,刘其斌. 热加工工艺. 2008(07)
[3]多孔镁作为新型骨组织工程材料的研究探索[J]. 耿芳,谭丽丽,张炳春,郑丰,杨柯. 材料导报. 2007(05)
[4]人体用金属植入材料的研究进展[J]. 李兆峰,黄伟九,刘明. 重庆工学院学报. 2006(05)
[5]电泳沉积HA/Ti复合涂层的结合强度和热稳定性[J]. 倪军,刘榕芳,肖秀峰. 稀有金属材料与工程. 2006(01)
[6]生物体用金属材料研究进展[J]. 张文毓. 云南大学学报(自然科学版). 2005(S1)
[7]Ti6Al4V表面HAP/TiO2生物活性复合涂层的表征及结合强度分析[J]. 苏冰,于旭东,张文光,王成焘. 功能材料. 2005(07)
[8]生物医用材料316L不锈钢的磨损腐蚀特性研究[J]. 王安东,戴起勋. 金属热处理. 2005(03)
[9]电泳沉积HA-Ti-Y2O3/ZrO2复合涂层的研究[J]. 倪军,肖秀峰,刘榕芳. 材料保护. 2005(02)
[10]钛合金表面宽带激光熔覆梯度生物陶瓷复合涂层[J]. 刘其斌,郑敏,朱维东,李海涛,董闯. 功能材料. 2005(01)
博士论文
[1]激光快速成形技术制备磷酸钙陶瓷涂层及其生物学性能研究[D]. 高阳.第四军医大学 2010
[2]应用激光快速成形技术制作全口义齿钛基托的实验研究[D]. 吴江.第四军医大学 2007
[3]激光快速成形技术制作纯钛植入材料的实验研究[D]. 朱娟芳.第四军医大学 2007
[4]钛合金表面激光合成与熔覆稀土生物陶瓷复合涂层的研究[D]. 王勇.重庆大学 2002
硕士论文
[1]梯度生物活性涂层材料激光快速成形制备技术及其理化性能初步研究[D]. 关泰红.第四军医大学 2009
[2]激光快速成形技术制作镍铬合金基底冠的可行性实验研究[D]. 胡江.第四军医大学 2007
[3]激光快速成形技术制作纯钛基底冠的可行性实验研究[D]. 韩彦峰.第四军医大学 2007
[4]口腔修复体用激光立体成形钛锆合金粉末的研制及其性能研究[D]. 严晓东.第四军医大学 2005
本文编号：3047105
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