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上海理工大学学报 2024年第2期46卷 179-189页

作者：岳学峥刘恒言陆诗怡马迅上海理工大学材料与化学学院上海200093

采用3种电解液体系对AZ91镁合金进行微弧氧化(MAO)处理。通过扫描电子显微镜和能量色散光谱观察涂层的表面形貌和元素组成,利用X射线衍射仪对涂层物相进行分析。同时,通过比较不同电解液体系微弧氧化涂层的粗糙度、润湿角和结合力来评... 详细信息

采用3种电解液体系对AZ91镁合金进行微弧氧化(MAO)处理。通过扫描电子显微镜和能量色散光谱观察涂层的表面形貌和元素组成,利用X射线衍射仪对涂层物相进行分析。同时,通过比较不同电解液体系微弧氧化涂层的粗糙度、润湿角和结合力来评估其特性,并利用极化曲线评价其耐蚀性能。此外,还使用模拟体液(SBF)浸泡实验来评估涂层的生物降解性能。结果显示:微弧氧化涂层具有良好的结合力;不同电解液体系处理得到的涂层在表面形貌和物相上存在差异,其中磷酸盐体系和硅酸盐体系具有较高粗糙度,而铝酸盐体系则具有较低粗糙度;此外,在各个系统中,磷酸盐体系呈现最小的润湿角值,而铝酸盐体系呈现最大值;这些差异导致了磷酸盐体系涂层耐蚀性最强,硅酸盐体系涂层次之,铝酸盐体系涂层耐蚀性最差;模拟体液浸泡21 d后的涂层表面产生了开裂,但耐蚀性得到了提高,这归因于浸泡过程中腐蚀产物和钙磷盐沉积物对于涂层的覆盖作用。

关键词：镁合金微弧氧化电解液模拟体液浸泡

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硅磷酸钙骨水泥固化性质及生物降解性

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现代化工 2013年第1期33卷 65-67页

作者：杨洪江泳刘璨赵慧娟师明旭刘晓娜河南师范大学生命科学学院河南新乡453007

共沉淀反应法制备硅酸三钙(C3S),研究了含硅酸三钙(C3S)的磷酸钙系(磷酸四钙+磷酸氢钙)骨水泥(CPC)材料的固化性质和在模拟体液(SBF)中浸泡后材料降解性。与CPC骨水泥相比,复合C3S骨水泥的固化时间延长,一定量的C3S可提高CPC的抗压强度... 详细信息

共沉淀反应法制备硅酸三钙(C3S),研究了含硅酸三钙(C3S)的磷酸钙系(磷酸四钙+磷酸氢钙)骨水泥(CPC)材料的固化性质和在模拟体液(SBF)中浸泡后材料降解性。与CPC骨水泥相比,复合C3S骨水泥的固化时间延长,一定量的C3S可提高CPC的抗压强度。在模拟体液浸泡设定时间后,含C3S骨水泥降解率明显增加。含C3S的骨水泥水化反应产物有缺钙型羟基磷灰石(CDHA)相生成,因此有良好的生物相容性,有可能作为一种可降解的骨组织再生材料使用。

关键词：硅酸三钙磷酸钙骨水泥自固化模拟体液浸泡

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微波烧结法制备TCP/TTCP复合生物陶瓷材料的研究

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硅酸盐通报 2009年第3期28卷 495-499页

作者：周洁高金睿王志强佟蕊大连工业大学化工与材料学院大连116034

采用微波烧结方法制备TCP/TTCP复合磷酸钙生物陶瓷材料,以四水硝酸钙(Ca(NO3)2.4H2O)和磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)为初始原料制备磷酸三钙(TCP)和磷酸四钙(TTCP)。研究了当TCP/TTCP(物质的量)配比为1:1时,不同的烧结温度对复合钙磷陶瓷的... 详细信息

采用微波烧结方法制备TCP/TTCP复合磷酸钙生物陶瓷材料,以四水硝酸钙(Ca(NO3)2.4H2O)和磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)为初始原料制备磷酸三钙(TCP)和磷酸四钙(TTCP)。研究了当TCP/TTCP(物质的量)配比为1:1时,不同的烧结温度对复合钙磷陶瓷的结构和晶相的影响。对烧结后的样品在模拟体液中进行了浸泡实验,监测了浸泡过程中的pH值变化,通过扫描电镜、X射线衍射分析对浸泡后试样的结构和晶相的变化进行了分析。结果表明微波烧结制备的磷酸钙生物陶瓷的主晶相是HA,其结构均匀,致密度较好。且在1200℃下微波烧结HA能稳定存在,陶瓷具有良好的表面生物活性。浸泡溶液的pH值变化幅度小(在7.40～7.72之间),接近中性。

关键词： TCP/TTCP 微波烧结模拟体液浸泡微结构

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碳纤维增强HA/β-TCP复合生物材料的研究

碳纤维增强HA/β-TCP复合生物材料的研究

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作者：张睿大连工业大学

学位级别：硕士

磷酸钙生物陶瓷材料具有良好的生物活性和生物相容性，且对人体无毒、无刺激、无致癌作用。另外，磷酸钙生物陶瓷材料可以通过生物化学反应与人体骨形成牢固的骨性结合。因此，磷酸钙生物陶瓷材料作为骨修复和替代材料已经成为各国科学... 详细信息

磷酸钙生物陶瓷材料具有良好的生物活性和生物相容性，且对人体无毒、无刺激、无致癌作用。另外，磷酸钙生物陶瓷材料可以通过生物化学反应与人体骨形成牢固的骨性结合。因此，磷酸钙生物陶瓷材料作为骨修复和替代材料已经成为各国科学家关注的热点。羟基磷灰石具有良好的生物相容性、生物活性和生物无毒性，是一种理想的人体硬组织替代材料。但纯HA的力学性能差，在生理环境中抗疲劳性差，难以满足临床医学应用的要求，限制了其应用范围。因此，为了改善HA生物材料的力学性能，提高材料生物降解特性，可以将碳纤维作为增强相制备力学性能和生物性能良好的碳纤维增强HA/β-TCP复合生物材料。本论文以Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4为原料，采用湿化学沉淀法制备HA和β-TCP粉体。采用低温氧化法和浓硝酸浸泡法对碳纤维进行氧化处理。将原料HA和β-TCP按质量比1:1均匀混合，在此基础上添加不同量的碳纤维，研究其加入量、烧结温度和保温时间对碳纤维增强的HA/β-TCP复合生物材料性能的影响。通过扫描电子显微镜对氧化处理前后的碳纤维的微观形貌进行观察和分析，结果表明：采用低温氧化处理和浓硝酸浸泡法能够使碳纤维表面产生明显的凹槽，增加表面粗糙度和比表面积，从而提高碳纤维和基体的界面结合能力。利用收缩率、抗压强度及抗折强度测试来分析碳纤维增强的HA/β-TCP复合生物材料的力学性能;用PHS-25数显pH计测试模拟体液pH值的变化，分析碳纤维增强的HA/β-TCP复合生物材料的生物性能;通过XRD测试、SEM观察分析烧结前后和模拟体液浸泡后碳纤维增强的HA/β-TCP复合生物材料的物相组成和微观结构。实验结果表明：在HA/β-TCP复合生物材料中添加适量的碳纤维能够提高材料的力学性能。随碳纤维含量的增加，HA/β-TCP复合材料的抗压强度增加，抗折强度先增加后下降，碳纤维含量达到1%时抗折强度达到最大值。随烧结温度的升高，抗压强度与抗折强度先增加后减少，在温度为1250℃达到最大。抗压强度和抗折强度均随着保温时间的增加而增大，且均在3h时达到最大值。当添加1.5%的Cf，1250℃烧结1h时，复合材料的抗压强度达50.65MPa;当添加1%的Cf，1250℃烧结2h时，复合材料的抗折强度达45.97MPa。经XRD和SEM图像分析表明，适量的添加碳纤维能够抑制高温烧结时羟基磷灰石的分解和β-TCP的转变，从而提高复合材料的物相稳定性、抗压强度和抗折强度。在HA/β-TCP复合材料中加入碳纤维后，模拟体液的pH值上升，然后趋于稳定。

关键词： HA/β-TCP 复合生物材料碳纤维抗压强度抗折强度模拟体液浸泡

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TCP/TTCP复合生物陶瓷的研究

TCP/TTCP复合生物陶瓷的研究

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作者：高金睿大连工业大学

学位级别：硕士

随着科学技术的发展和医疗观念的更新，对创伤的治疗从传统的以伤治伤的自/异体移植方式，向基于组织工程、生物材料及异种移植的组织修复和功能重建方向发展。近年来复合磷酸钙生物陶瓷材料作为一种重要的骨组织工程支架材料，由于具... 详细信息

随着科学技术的发展和医疗观念的更新，对创伤的治疗从传统的以伤治伤的自/异体移植方式，向基于组织工程、生物材料及异种移植的组织修复和功能重建方向发展。近年来复合磷酸钙生物陶瓷材料作为一种重要的骨组织工程支架材料，由于具有良好的生物相容性和生物活性，对人体无毒、无致癌作用，并在可控降解性和成骨性能上比单一磷酸钙生物陶瓷要好。因此，复合磷酸钙生物陶瓷材料已迅速成为高新技术产业的新生长点而发展极快，并成为生物陶瓷方面的研究热点。本文以四水硝酸钙[Ca(NO3)2·4H2O]和磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]为初始原料，采用沉淀法制备磷酸三钙(TCP)和磷酸四钙(TTCP)。并以TCP、TTCP为原料，按TCP/TTCP摩尔配比为1：1的条件下，采用常规烧结和微波烧结两种方法，在不同的烧结温度（1200℃、1250℃、1300℃）下来制备TCP/TTCP复合磷酸钙生物陶瓷材料。通过测定收缩率研究了烧结方法和烧结温度对TCP/TTCP复合陶瓷的影响，并采用X射线衍射、扫描电镜对浸泡前后样品的晶相、微观形貌进行分析与观察，另外通过模拟体液（SBF）浸泡实验研究样品的生物活性。通过测定收缩率发现随着烧结温度的升高，两种方法制备样品的收缩率都随之升高，样品的致密度也随之升高。相同烧结温度下，微波烧结样品的收缩率明显高于常规烧结的，微波烧结由于具有加热温度场均匀、热应力小、升温速率快、烧结时间短，防止晶粒长大等优点，所以其制备的复合生物陶瓷材料好于常规烧结法。通过XRD分析发现：烧结温度对复合生物陶瓷材料中HA晶相的形成有一定影响。当常规烧结的温度达到1250℃时，HA能够稳定存在，而当微波烧结的温度达到1200℃时，HA就能稳定存在。随着温度进一步升高，两种方法烧结的复合生物陶瓷中的HA都会发生分解，生成磷酸三钙、磷酸四钙，而且随着烧结温度升高和烧结时间延长HA分解程度增大。通过SEM观察发现：常规烧结后的样品表面凹凸不平，气孔分布不均匀，而微波烧结后的样品表面平整致密，气孔分布均匀，并且随着烧结温度的升高，样品致密度增大。通过模拟体液浸泡实验研究发现，两种烧结方法制备的复合磷酸钙生物陶瓷浸泡两周后，其表面都形成一层致密的羟基磷灰石沉积层。随着浸泡时间延长，表面沉积的粒状物尺寸也逐渐增大，且沉积层更致密，但微波烧结后的样品表面沉积层致密度好于常规烧结。两种方法制备的样品在模拟体液浸泡后的pH值变化幅度都在（7.19～7.85），均属于安全范围内，表明两种方法制备的样品都具有生物活性。

关键词： TCP/TTCP 生物陶瓷常规烧结微波烧结羟基磷灰石模拟体液浸泡

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