光固化快速成型双管道镁合金/生物陶瓷复合增强骨支架的力学性能研究

发布时间：2024-03-02 13:35

　　针对多孔生物陶瓷骨支架力学强度差的问题,结合生物可降解镁合金良好的力学性能,提出了一种制备双管道镁合金/生物陶瓷复合增强骨支架的方法。首先设计具有互不连通双管道的支架结构,然后利用光固化快速成型结合凝胶注模法制备具有双管道的生物陶瓷支架,再利用低压铸造法向双管道生物陶瓷支架的次级管道中灌注熔化的AZ31镁合金,镁合金固化后即得到镁合金/生物陶瓷复合骨支架。支架压缩实验测得单管道生物陶瓷支架的压缩强度为(9.76±0.64)MPa,而镁合金/生物陶瓷复合骨支架的压缩强度为(17.25±0.88)MPa。镁合金/生物陶瓷复合骨支架具有明显的力学增强能力。

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【部分图文】：

图１镁合金／生物陶瓷复合支架模型Ｆｉｇ．１Ｍｏｕｌｄｏｆｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙ／ｂｉｏｃｅｒａｍｉｃｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃａｆｆｏｌｄ

级管道和次级管道）的支架结构，然后利用光固化快速成型技术结合凝胶注模法制备优化的双管道生物陶瓷支架，再利用低压铸造法向双管道支架的次级管道中灌入熔化的ＡＺ３１镁合金（３％ｗｔＡｌ，１％ｗｔＺｎ），冷却后得到镁合金／生物陶瓷复合骨支架。支架的初级管道用于细胞附着、组织长入以及物质营....

图２单管道生物陶瓷支架模型Ｆｉｇ．２Ｍｏｕｌｄｏｆｂｉｏｃｅｒａｍｉｃｓｓｃａｆｆｏｌｄｗｉｔｈｓｉｎｇｌｅｃｈａｎｎｅｌ

生物陶瓷复合骨支架。支架的初级管道用于细胞附着、组织长入以及物质营养代谢，次级管道中灌注的镁合金用于提高支架的力学强度。本文还对复合骨支架的形貌以及力学性能进行评价。１材料与方法１．１支架的结构设计与优化本文设计的镁合金／生物陶瓷复合骨支架的结构如图１所示，外部尺寸为９ｍｍ×９ｍ....

图３低压铸造法向陶瓷支架次级管道灌注镁合金原理图Ｆｉｇ．３Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｌｏｗ－ｐｒｅｓｓｕｒｅｃａｓｔｔｏｐｅｒｆｕｓｅｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｉｎｔｏ

第１期李常海等：光固化快速成型双管道镁合金／生物陶瓷复合增强骨支架的力学性能研究空度Ｐ２为－０．０１ＭＰａ。图３低压铸造法向陶瓷支架次级管道灌注镁合金原理图Ｆｉｇ．３Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｌｏｗ－ｐｒｅｓｓｕｒｅｃａｓｔｔｏｐｅｒｆｕｓｅｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｉｎｔｏｓｅｃ....

图４制备的支架（ａ）单管道生物陶瓷支架；（ｂ）镁合金／生物陶瓷复合支架Ｆｉｇ．４Ｓｃａｆｆｏｌｄｓｐｒｅｐａｒｅｄ

瓷复合支架样本（ｎ＝５）利用微机控制电子万能试验机（深圳市新三思材料检测有限公司）进行静态压缩力学测定，压缩加载速度为０．５ｍｍ／ｍｉｎ，温度为室温。２实验结果图４（ａ）和（ｂ）分别为制备的单纯生物陶瓷支架和镁合金／生物陶瓷复合支架，从图４（ｂ）中看出生物陶瓷支架的次级管道灌注了....

本文编号：3916934