羟基磷灰石/纯金属（Ti、Fe、Mn）生物复合材料的制备及其性能表征

发布时间：2021-07-06 14:03

　　作为一种理想的骨替代修复材料,羟基磷灰石（HAp）因与人体硬组织有着相似的无机成分,从而受到了广泛的关注。但是由于HAp有限的生物活性以及较差的力学性能,极大地限制了其在医疗领域中的直接应用。本论文试图通过向HAp中添加一定体积分数的Ti、Fe、Mn来改善HAp的生物活性和力学性能,制备出了HAp/Ti、HAp/Fe和HAp/Mn生物陶瓷-金属复合材料,并通过X射线衍射（XRD）分析、体外生物活性实验以及压缩力学实验等手段对制备的复合材料的物相和性能进行了系统的表征。采用冷压-真空烧结的方法,以HAp和Ti为原料,经1000℃烧结制备出一系列含不同体积分数Ti的HAp/Ti生物复合材料（HAp-30vol.%Ti、HAp-50vol.%Ti、 HAp-70vol.%Ti）。结果表明,Ti的存在在一定范围内可以起到降低HAp初始分解温度,促进其发生分解的作用,随着Ti含量的增加,HAp的分解程度出现了先增大（当vol.%Ti≤50%）后减小（vol.%Ti=50%）的趋势。HAp-50vol.%Ti复合材料中HAp在Ti的作用下分解程度最大,烧结后其主要物相为Ca4O（PO4）2、CaO... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 生物材料简介
    1.2 生物医用材料的分类及其基本制备技术
    1.3 骨的基本结构与力学性能
        1.3.1 骨的基本结构
        1.3.2 骨的力学性能
    1.4 羟基磷灰石
    1.5 HAp的制备与研究简介
    1.6 HAp生物复合材料的制备与研究
        1.6.1 离子掺杂HAp生物材料
        1.6.2 HAp/无机物生物复合材料
        1.6.3 HAp/有机物生物复合材料
    1.7 生物医用金属钛、铁、锰及其合金
        1.7.1 钛的结构和性质
        1.7.2 铁的结构和性质
        1.7.3 锰的结构和性质
        1.7.4 医用铁合金
    1.8 HAp/Ti生物医用复合材料的研究现状
        1.8.1 粉末冶金法制备HAp/Ti生物复合材料
        1.8.2 涂层法制备HAp/Ti生物复合材料
    1.9 论文研究的主要内容及意义
第2章 HAp/Ti生物复合材料的制备与性能表征
    2.1 HAp/Ti生物复合材的制备
        2.1.1 实验原材料
        2.1.2 复合材料的制备方法及过程
    2.2 模拟体液的配制
    2.3 HAp/Ti生物复合材料的表征
    2.4 实验结果分析与讨论
        2.4.1 纯HAp样品体外生物活性
        2.4.2 HAp-30Vol.%Ti复合材料物相和体外生物活性
        2.4.3 HAp-50vol.%Ti复合材料物相和体外生物活性
        2.4.4 HAp-70vol.%Ti复合材料物相和体外生物活性
    2.5 模拟体液中Ca~(2+)与P~(5+)离子浓度的变化
    2.6 各组配比样品的压缩性能
    2.7 本章小结
第3章 HAp/Fe和HAp/Mn生物复合材料的制备与性能表征
    3.1 HAp/还原Fe、HAp/纯Fe以及HAp/Mn生物复合材料的制备
        3.1.1 实验原材料
        3.1.2 复合材料的成分设计及制备过程
    3.2 模拟体液的配制
    3.3 复合材料的表征方法
    3.4 实验结果分析与讨论
        3.4.1 HAp/还原Fe复合材料物相和体外生物活性
        3.4.2 HAp/纯Fe复合材料物相和体外生物活性
        3.4.3 HAp/Mn复合材料物相和体外生物活性
    3.5 模拟体液颜色及Ca~(2+)与P~(5+)离子浓度的变化
        3.5.1 模拟体液颜色变化
        3.5.2 模拟体液中Ca~(2+)与P~(5+)离子浓度的变化
    3.6 压缩性能
    3.7 本章小结
第4章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
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[2]钛合金表面新型生物玻璃/羟基磷灰石涂层的体内动物实验[J]. 杜瑞林,赵兰岗,胡誉怀,曾绍先,谢鑫荟.  生物骨科材料与临床研究. 2008(01)
[3]锰与人体健康[J]. 吴茂江.  微量元素与健康研究. 2007(06)
[4]两法提取皮质骨Ⅰ型胶原的比较研究[J]. 施洪臣,吕仁发,周强,许建中.  中国矫形外科杂志. 2007(06)
[5]羟基磷灰石生物材料的研究现状、制备及发展前景[J]. 于方丽,周永强,张卫珂,马景云.  陶瓷. 2006(02)
[6]生物医学材料研究与展望[J]. 晨爱民,万涛.  武汉理工大学学报. 2005(08)
[7]仿生骨基质材料的研究进展[J]. 宋玉林,郑启新.  国外医学(生物医学工程分册). 2004(03)
[8]超细铁粉的制备及应用[J]. 彭梅.  重型机械科技. 2003(03)
[9]羟基磷灰石涂层的骨结合行为[J]. 毛大立,曹海萍,常程康,顾云峰.  上海交通大学学报. 2003(02)
[10]纳米羟基磷灰石的水热合成[J]. 廖其龙,徐光亮,尹光福,周大利,郑昌琼,李晓东.  功能材料. 2002(03)



本文编号：3268379