Mg-6%Zn-10%β/Ca 3 (PO 4 ) 2 复合材料的制备及生物适配性研究
发布时间：2023-03-04 17:23
摘要：镁基生物材料有着良好的力学、生物相容性和可在生物体环境下降解等优点,有潜力成为新一代的生物医用植入材料。本文针对Mg-6%Zn-10%β/Ca3(PO4)2复合材料进行了材料粉末冶金制备、表面处理等工艺优化,研究了Mg-6%Zn-10%β/Ca3(PO4)2复合材料在模拟体液(Ringer’s Solution)中的降解行为并评价了其细胞毒性。 实验结果表明,采用液相法可以有效制备出高纯度的β/Ca3(PO4)2,其平均粒径为2.60μm。采用镁粉、锌粉和β/Ca3(PO4)2粉末可以烧结制备出Mg-6%Zn-10%β/Ca3(PO4)2复合材料,该材料密度为1.9126g/cm3,布氏硬度为68.3,三点抗弯强度为237.7MPa,力学性能满足骨修复材料基本要求。 通过在Mg-6%Zn-10%β/Ca3(PO4)2基体材料上多弧离子溅射镀氮化钛(TiN)和钛(Ti)涂层,通过电化学加速腐蚀的动电位极化曲线分析可知,TiN/Ti无机涂层能够提高Mg-6%Zn-10%β/Ca3(PO4)2的腐蚀电位,但无法减小材料腐蚀电流密度,由于电偶腐蚀的存在,使得复合材料的腐蚀速率增大,采用该...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
1 文献综述
1.1 镁基材料作为生物医用植入材料的优势
1.2 镁基生物医用材料的发展
1.2.1 骨固定材料
1.2.2 血管支架材料
1.2.3 其他应用
1.2.4 镁基生物医用材料的不足之处
1.3 提高镁基生物医用材料的基体材料耐腐蚀性
1.3.1 镁基体纯度的提高
1.3.2 镁的合金化
1.3.3 镁合金材料的制备方法改进
1.4 镁基生物医用材料的表面处理
1.4.1 镁基生物医用材料的无机涂层
1.4.2 镁基生物医用材料的高分子有机涂层
1.5 本研究目的和意义
2 实验方法
2.1 实验原材料
2.1.1 实验用原始粉末
2.1.2 实验用试剂
2.2 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的制备,热处理及表面处理工艺
2.2.1 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的制备工艺
2.2.2 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的热变形与热处理工艺
2.2.3 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的表面处理
2.3 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料与涂层的显微组织结构与物相分析方法
2.3.1 光学显微组织的观测
2.3.2 DSC差热分析曲线测定
2.3.3 X射线衍射(XRD)
2.3.4 激光衍射粒度分析
2.3.5 电镜观察(SEM)
2.3.6 密度和孔隙度测定
2.4 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的力学性能测试
2.4.1 材料的布氏硬度测定
2.4.2 材料的抗弯强度测定
2.5 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料材料的体外腐蚀测试
2.5.1 电化学实验
2.5.2 浸泡实验
2.5.3 pH值测试
2.5.4 析氢实验
2.6 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的细胞毒性实验
2.6.1 制备浸提液
2.6.2 细胞培养与检测
3 结果与讨论
3.1 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料基体优化
3.1.1 β-TCP的制备方法优化
3.1.2 β-TCP粉末的粒度对基体材料的影响
3.2 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的无机涂层表面处理
3.2.1 TiN涂层的XRD物相分析
3.2.2 镀无机涂层样品电化学实验
3.2.3 镀无机涂层样品的析氢量测试
3.2.4 TiN、Ti涂层的微观结构腐蚀机理
3.2.5 TiN、Ti涂层样品的腐蚀机理
3.3 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的有机涂层表面处理
3.3.1 涂覆高分子涂层样品的浸泡溶液的pH值测试
3.3.2 涂覆高分子涂层样品的浸泡析氢量测试
3.3.3 涂覆高分子涂层样品的浸泡失重测试
3.3.4 高分子涂层的微观形貌和腐蚀机理
3.3.5 涂覆高分子涂层样品的细胞毒性
3.4 小结与展望
4 结论
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
本文编号：3754685
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
1 文献综述
1.1 镁基材料作为生物医用植入材料的优势
1.2 镁基生物医用材料的发展
1.2.1 骨固定材料
1.2.2 血管支架材料
1.2.3 其他应用
1.2.4 镁基生物医用材料的不足之处
1.3 提高镁基生物医用材料的基体材料耐腐蚀性
1.3.1 镁基体纯度的提高
1.3.2 镁的合金化
1.3.3 镁合金材料的制备方法改进
1.4 镁基生物医用材料的表面处理
1.4.1 镁基生物医用材料的无机涂层
1.4.2 镁基生物医用材料的高分子有机涂层
1.5 本研究目的和意义
2 实验方法
2.1 实验原材料
2.1.1 实验用原始粉末
2.1.2 实验用试剂
2.2 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的制备,热处理及表面处理工艺
2.2.1 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的制备工艺
2.2.2 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的热变形与热处理工艺
2.2.3 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的表面处理
2.3 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料与涂层的显微组织结构与物相分析方法
2.3.1 光学显微组织的观测
2.3.2 DSC差热分析曲线测定
2.3.3 X射线衍射(XRD)
2.3.4 激光衍射粒度分析
2.3.5 电镜观察(SEM)
2.3.6 密度和孔隙度测定
2.4 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的力学性能测试
2.4.1 材料的布氏硬度测定
2.4.2 材料的抗弯强度测定
2.5 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料材料的体外腐蚀测试
2.5.1 电化学实验
2.5.2 浸泡实验
2.5.3 pH值测试
2.5.4 析氢实验
2.6 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的细胞毒性实验
2.6.1 制备浸提液
2.6.2 细胞培养与检测
3 结果与讨论
3.1 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料基体优化
3.1.1 β-TCP的制备方法优化
3.1.2 β-TCP粉末的粒度对基体材料的影响
3.2 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的无机涂层表面处理
3.2.1 TiN涂层的XRD物相分析
3.2.2 镀无机涂层样品电化学实验
3.2.3 镀无机涂层样品的析氢量测试
3.2.4 TiN、Ti涂层的微观结构腐蚀机理
3.2.5 TiN、Ti涂层样品的腐蚀机理
3.3 Mg-6%Zn-10%β-TCP复合材料的有机涂层表面处理
3.3.1 涂覆高分子涂层样品的浸泡溶液的pH值测试
3.3.2 涂覆高分子涂层样品的浸泡析氢量测试
3.3.3 涂覆高分子涂层样品的浸泡失重测试
3.3.4 高分子涂层的微观形貌和腐蚀机理
3.3.5 涂覆高分子涂层样品的细胞毒性
3.4 小结与展望
4 结论
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢
本文编号：3754685
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