检索结果-南通市图书馆

作者：王羽泽哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

针对目前口腔植入材料生物活性不足的现状,本文通过喷砂-酸蚀的机械方法与化学方法结合的方式对光滑纯钛(Ti)表面进行预处理,采用碱热处理进行表面的活化处理,得到了生物活性出色并且与钛基体结合紧密的薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、... 详细信息

针对目前口腔植入材料生物活性不足的现状,本文通过喷砂-酸蚀的机械方法与化学方法结合的方式对光滑纯钛(Ti)表面进行预处理,采用碱热处理进行表面的活化处理,得到了生物活性出色并且与钛基体结合紧密的薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量分散分光计(EDS)、聚焦离子束系统(FIB)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子谱仪(XPS)、激光共聚焦显微镜(CLMS)、接触角测定仪、拉伸实验以及纳米压痕实验对试样表面的组织结构以及力学性能等进行了表征。本文创新性的采用了NaOH与Ca(OH)的混合碱,对经过混合碱热处理的试样以及后续经过热处理的试样、水汽处理的试样及其光滑对比组试样进行了模拟体液浸泡实验,通过SEM、EDS及XRD等分析方法比较表面沉积磷灰石的快慢,评价出具有最佳生物活性的试样。通过喷砂处理(SAN)在光滑的钛表面构建了沟壑粗糙形貌,具有锐利的边缘,后续的酸蚀处理(SLA)在钛表面构建了微米尺寸的窝洞粗糙形貌,最终通过混合碱热处理在钛的表面得到了微米-纳米分级网状多孔形貌。SAN表面有少量的SiO喷砂颗粒残留,SLA表面喷砂颗粒消失,通过混合碱热处理在钛表面得到了CaTiO、NaTiO与板钛矿(TiO)组成的凝胶层,凝胶层附着在分级多孔结构表面。钛的表面存在少量的CaTiO晶体,镶嵌在多孔结构中间。通过对比不同浓度的混合碱热处理后钛的表面发现,所用碱浓度最低的钛(Ti-NC-1)表面CaTiO晶体数量最少,在SBF中表现出的磷灰石诱导性能最好,Ti-NC-1在SBF中浸泡1天表面就出现了球状磷灰石沉淀,7天后表面被磷灰石完全覆盖。Ti-NC-1表面薄膜与基体结合强度大于31.87±2.70 MPa,因此Ti-NC-1表面覆盖着与基体结合紧密的生物活性涂层。通过计算发现,CaTiO与板钛矿均与磷灰石具有紧密的晶体共格关系,共格关系的存在赋予了两相对磷灰石优秀的诱导能力。后续热处理在钛表面得到了更多的CaTiO晶体,原因是热处理过程中,凝胶态的CaTiO转变为晶态,NaTiO同样转变成为为晶态,晶态相的存在降低了钛的磷灰石诱导能力。水汽处理使Ti-NC-1表面网状结构变得粗大,而且提高了表面物相的结晶度,磷灰石诱导能力也随之变差。

关键词：生物医用钛分级多孔结构混合碱热处理生物活性涂层磷灰石诱导能力

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

纯钛微弧氧化陶瓷涂层结构调控及抗菌性能

纯钛微弧氧化陶瓷涂层结构调控及抗菌性能

作者：刘尚哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

针对目前骨组织或硬组织替换生物材料的生物活性不足,且植入体内后易发生细菌感染导致手术失败的现状,本文以机械性能优异的纯钛为研究对象,通过微弧氧化处理方法和水热处理方法,制备了生物活性良好且具有抗菌性能的微弧氧化涂层。通过... 详细信息

针对目前骨组织或硬组织替换生物材料的生物活性不足,且植入体内后易发生细菌感染导致手术失败的现状,本文以机械性能优异的纯钛为研究对象,通过微弧氧化处理方法和水热处理方法,制备了生物活性良好且具有抗菌性能的微弧氧化涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量分散分光计(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子谱仪(XPS)、接触角测定仪对试样表面的组织结构以及润湿性能等对各步处理试样进行了表征;通过对钛试样进行模拟体液(SBF)仿生浸泡,使用SEM、EDS、XRD对钛试样表面沉积的磷灰石进行评价;采用革兰氏阴性的大肠杆菌(***)和革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌(***)对不同处理后的钛试样进行抗菌实验以及锌离子释放实验来评价涂层的抗菌性能。以EDTA-2Na、Ca(CH3COO)2·H2O、Ca(H2PO4)2·H2O、Na2SiO3·9H2O、Zn(CH2COO)2·2H2O、NaOH和H2O2的水溶液组成的微弧氧化电解液处理纯钛,纯钛表面为微米级多孔形貌,表面由锐钛矿相、金红石相和非晶相组成。随着微弧氧化电压的升高,微弧氧化涂层的微孔越大,且涂层越厚。经后续氨水水热处理后,对比不同氨水浓度,低浓度氨水处理过的表面出现纳米晶相,高浓度氨水处理后试样表面在微孔周围出现沟壑状形貌,且随着氨水浓度的升高,涂层的锌元素含量降低。微弧氧化后和水热处理后涂层中的锌元素的存在形式都为ZnO中的Zn2+。微弧氧化处理钛的润湿性比纯钛差,但经过水热处理后表面润湿性能有所提高。仅经过微弧氧化处理的试样在SBF中浸泡14天未生成磷灰石,氨水水热处理后的试样SBF中浸泡7天表面完全被磷灰石覆盖。纯钛、微弧氧化处理、后续水热处理的抗菌率依次增加。水热处理后钛表面生成的纳米晶相和沟壑状形貌为磷灰石的形成提供了更多的形核位点和表面能。经过水热处理后,锌元素在涂层表面的含量较高,使抗菌性能提高。综上,纯钛经过微弧氧化处理、水热处理,生物活性及抗菌能力均有所提高。

关键词：纯钛微弧氧化水热处理磷灰石诱导能力抗菌性能

钛表面生物活性分级多孔涂层制备及磷灰石诱导性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

钛表面生物活性分级多孔涂层制备及磷灰石诱导性能研究

作者：冯唯哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文采用喷砂处理，强酸腐蚀和阳极氧化复合方法在纯钛表面制备了分级多孔结构，采用后续热处理及水热处理方法，制备出具有较高生物活性的分级多孔涂层。使用扫描显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLMS)、X射线能量分光分散计(EDS)、X射... 详细信息

本文采用喷砂处理，强酸腐蚀和阳极氧化复合方法在纯钛表面制备了分级多孔结构，采用后续热处理及水热处理方法，制备出具有较高生物活性的分级多孔涂层。使用扫描显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLMS)、X射线能量分光分散计(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)以及接触角测定仪、比表面积及孔隙度测定仪和电化学工作站表征不同方法处理后涂层的组织结构以及物理化学特性。通过在SBF中对试样进行仿生沉积，并使用SEM，EDS，XRD以及傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测定分析磷灰石沉积层以评价试样的体外生物活性。通过在钛表面喷砂处理构造不规则粗糙表面，喷砂试样(SAN)平均粗糙度显著高于仅经砂纸打磨的钛。经工艺探索确定在60°C以49%wt浓硫酸酸蚀喷砂试样1h可以得到理想微米级窝洞结构。喷砂酸蚀钛(SLA)平均粗糙度较喷砂钛表面有所提高。在喷砂酸蚀形成的钛表面微米级窝洞结构的基础上，通过阳极氧化工艺制备纳米结构。探索了不同氧化时间，不同电解液浓度和不同氧化电压对纳米管形成的影响，确定了构建纳米管结构的工艺为在10g/L的NH4F甘油-水溶液中以20V电压氧化1h。经喷砂酸蚀阳极氧化后试样(ANO)表面的物相主要为非晶态钛氧化物。微纳米分级结构涂层的平均粗糙度略低于喷砂酸蚀处理试样。比表面积较喷砂酸蚀处理试样显著提高。热处理之后试样(THER)的微纳米复合结构涂层的形貌基本不发生变化，无定形氧化钛转变成锐钛矿，涂层经EDS及XPS分析主要元素为Ti、O。再经过水热处理之后试样(HYDR)表面纳米管发生转变，形成不规则排列的纳米棒，纳米棒的主要物相仍为锐钛矿，之间产生少量透钙磷石相，经EDS及XPS分析主要为Ti、O，含少量Ca、P元素。阳极氧化之前，钛喷砂(SAN)、喷砂酸蚀(SLA)及酸蚀(ACT)表面接触角同粗糙度呈相反趋势，喷砂酸蚀-阳极氧化后因材料表面纳米化，比表面积大大提高，涂层接触角小于10°为超亲水性。经热处理后接触角进一步降低，而水热处理后纳米管转变为纳米棒使得接触角有所升高。喷砂酸蚀-阳极氧化钛的耐腐蚀性因生成非晶钛氧化物相而显著降低，经过热处理晶化后耐腐蚀性提高。模拟体液浸泡后的试样经SEM和XRD证实，SLA和ANO试样表面完全保持浸泡前形貌和物相不变，可推测喷砂酸蚀及喷砂酸蚀阳极氧化钛均无磷灰石诱导能力。THER试样在浸泡3天后出现少量磷灰石微球沉积，7天后磷灰石数目增多。14天后磷灰石已经完全覆盖试样表面。HYDR试样3天后表面完全覆盖球型磷灰石沉积，且随浸泡时间延长磷灰石层不断增厚。经过水热处理的微纳米复合结构涂层比未经水热处理的微纳米结构涂层具有更高的生物活性。综上，微纳米分级结构涂层具有较大的粗糙度，比表面积和亲水性，而经过热处理及水热处理的的微纳米分级结构涂层的生物活性得到显著提高。

关键词：生物医用钛分级多孔结构喷砂酸蚀阳极氧化磷灰石诱导能力

医用多孔Ti-Mo合金的微波烧结制备及水热活化处理

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

医用多孔Ti-Mo合金的微波烧结制备及水热活化处理

作者：鲍路姿南昌航空大学

学位级别：硕士

多孔Ti-Mo合金除了具备钛合金优异的耐蚀性和生物相容性,还具有其β型钛合金特有的更低的与人体骨骼更为接近的弹性模量,且不含毒副元素。同时三维连通的孔隙结构能够有效的降低弹性模量,避免“应力遮挡”效应;有助于骨细胞的粘附与长入... 详细信息

多孔Ti-Mo合金除了具备钛合金优异的耐蚀性和生物相容性,还具有其β型钛合金特有的更低的与人体骨骼更为接近的弹性模量,且不含毒副元素。同时三维连通的孔隙结构能够有效的降低弹性模量,避免“应力遮挡”效应;有助于骨细胞的粘附与长入,形成机械性联锁从而实现生物固定;还有助于体液和营养物质的运输和传送,促进人体血管和肌肉等组织的再生与重建。然而,多孔Ti-Mo合金属于生物惰性金属材料,植入后难以与周围组织形成直接的化学键合。本文采用微波烧结制备了医用多孔Ti-Mo合金,研究了烧结温度、Mo含量和造孔剂含量及粒径对多孔Ti-Mo合金显微组织结构的影响规律;探讨了工艺参数及孔隙结构对多孔TiMo合金的机械力学性能、耐蚀性和摩擦磨损行为的影响;同时对多孔Ti-Mo合金进行碱溶液水热处理,评价其在SBF溶液中诱导羟基磷灰石的能力。研究表明,微波烧结制备的多孔Ti-Mo合金由α和β两相组成。随着烧结温度的升高,多孔Ti-Mo合金的β-Ti衍射峰强度逐渐增强,α-Ti衍射峰相对减弱,孔隙率随之减小,并且得出1050℃为最佳烧结温度。随着Mo添加量的增加,β-Ti含量增加,原生孔隙增多,原始孔隙的孔径为200μm左右,孔隙率增大。造孔剂对其物相未造成明显影响,但随着造孔剂NH4HCO3含量的增加,其孔隙率增大。随着造孔剂NH4HCO3粒径的增大,合金孔径明显变大,孔隙率变化不明显。随着烧结温度的升高,多孔Ti-Mo合金的抗压强度、弹性模量和洛氏硬度均呈上升趋势,而体积磨损率呈减小趋势。同时,抗弯强度先增强后减小,在1050℃时达到最大。随着孔隙率的增加,多孔Ti-Mo合金的抗弯强度、弹性模量和抗压强度均逐渐减小,体积磨损率剧烈增加。随着Mo含量的增加,多孔Ti-Mo合金的孔隙率随之增加,其力学性能的变化趋势与孔隙率增加的变化趋势一致。随着平均孔径的增大,多孔Ti-Mo合金的压缩强度缓慢递减,弹性模量先上升后下降,抗弯强度变化不大,体积磨损率减小。随着烧结温度的升高和孔隙率的降低,多孔Ti-Mo合金在Hank’s溶液中的耐蚀性逐渐增加,当孔隙率从50.22%降至16.5%时,腐蚀电流密度减小了一个数量级。Mo含量和孔径对多孔Ti-Mo合金的耐蚀性无明显影响。经过3.75mol/L NaOH和0.2mol/L Ca(OH)2溶液水热处理后的多孔Ti-Mo合金,表面分别形成了Na2Ti6O13和CaTiO3。在SBF溶液中浸泡3天后开始出现CaP涂层的沉积,浸泡14天后,羟基磷灰石涂层能够完整的覆盖试样的外表面和内壁。结果表明,两种碱溶液水热处理均能提高多孔Ti-Mo合金的生物活性,使其具有HA诱导能力。

关键词：医用多孔Ti-Mo合金微波烧结力学性能水热处理磷灰石诱导能力