冉旭
,
冉均国
,
曾里
,
薛麟
,
李洋
,
苏葆辉
,
陈继镛
,
罗教民
,
张兴栋
稀有金属材料与工程
以Ca(OH)2、H3PO4和CaCO3为原料,采用超声波辅助中和法快速制备了纳米含碳酸根羟基磷灰石.采用TEM、XRD、IR方法对CHA进行了表征,并研究了CHA的取代类型及其热稳定性.结果表明:超声加速合成的粉末为直径约20 nm,长度约70 nm的针状纳米B型碳酸根羟基磷灰石;煅烧温度对产物的相组成和CO32-的含量有显著影响,在700 ℃时,CHA稳定存在,CHA在1100 ℃以上分解成HA和CaO,并脱出部分CO2.超声辅助合成是一种快速制备热稳定纳米碳酸羟基磷灰石的有效方法.
关键词:
超声波
,
纳米粉体
,
碳酸羟基磷灰石
,
热稳定性
邓珍波
,
周长春
,
樊渝江
,
彭京平
,
朱向东
,
裴玄
,
殷国富
,
张兴栋
稀有金属
针对目前骨组织工程支架微孔结构难以准确设计制备的问题,提出了一种基于点云的参数化建模+3D打印新方法.通过提取cube(C)、diamond(D)、gyroid(G)3种结构的型面函数点云数据,完成对不同孔结构特征的参数化建模.通过对模型有限元力学分析,对不同孔结构特征的多孔钛骨组织支架进行力学设计与订制.借助激光选区熔融(SLM) 3D打印技术,完成对不同孔特征的骨组织支架快速成型.对多孔钛骨组织支架进行了相关材料学表征,包括孔结构表征与力学性能测试.结果表明:参数化模型的快速成型制造,能够有效地设计制备钛合金骨组织工程支架的孔结构特性,且可有效设计订制支架的力学性能,从仿生的角度实现多孔钛合金骨组织工程支架生物学功能的设计优化.
关键词:
多孔钛
,
骨组织工程
,
参数化建模
,
激光选区熔融3D打印
,
孔结构
冉旭
,
郑青
,
冉均国
,
苟立
,
陈继镛
,
罗教明
,
张兴栋
稀有金属材料与工程
采用CO2微波等离子体烧结制备了CHA陶瓷.研究了烧结温度、气体压力、升温速率、匣钵材料对CHA陶瓷性能的影响.用FT-IR和SEM表征CHA陶瓷CO32-含量和晶粒大小.实验结果表明,随着烧结温度、气体压力和升温速率的提高,CO32-含量减少,CHA陶瓷晶粒尺寸随烧结温度的上升而急剧增大.最终烧制出含5%CO32-、200nm的CHA陶瓷.
关键词:
二氧化碳
,
微波等离子体
,
烧结
,
碳酸羟基磷灰石
冉旭
,
李洋
,
冉均国
,
苏葆辉
,
陈继镛
,
罗教明
,
张兴栋
稀有金属材料与工程
通过生理盐水浸泡实验研究了掺锶碳酸化羟基磷灰石多孔陶瓷(Sr-CHA)的溶解性能.结果表明:碳酸根含量对多孔陶瓷溶解性能影响显著,通CO_2气体引入碳酸根的制品溶解性能最好;Sr-CHA多孔陶瓷的溶解性能随掺锶量的增加而提高;通过对实验数据进行拟合,Sr-CHA多孔陶瓷在生理盐水中的溶解符合Avrami型溶解动力学模型方程.
关键词:
掺锶碳酸化羟基磷灰石陶瓷
,
溶解性能
,
溶解动力学
张怀法
,
赵朝勇
,
朱向东
,
范红松
,
张兴栋
稀有金属材料与工程
考察了酸碱处理多孔钛、碱热处理多孔钛及未改性多孔钛对牛血清白蛋白的等温吸附行为,探讨了多孔钛表面改性对其蛋白质吸附性能的影响.并通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、台阶仪、接触角测量仪等分别考察了3种样品表面形貌、相组成、粗糙度及润湿性等性质.结果表明,表面改性后多孔钛的表面形貌、相组成、粗糙度及润湿性等性质均发生了明显改变,蛋白质吸附性能得到了显著提高.
关键词:
表面改性
,
多孔钛
,
蛋白质吸附
段友容
,
王朝元
,
陈继镛
,
张兴栋
无机材料学报
磷酸钙陶瓷植入体内后其表面类骨磷灰石层的形成是诱导成骨的先决条件．本实验在模拟体液(ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｏｄｙ ｆｌｕｉｄ,ＳＢＦ)以人体骨骼肌组织内体液的正常生理流率(２ｍＬ/１００ｍＬ·ｍｉｎ)和偏离正常生理流率流动的动态条件下,研究在动态ＳＢＦ中影响致密磷酸钙陶瓷表面类骨磷灰石层形成的因素．结果表明:在生理流率条件下,材料的粗糙表面有利于类骨磷灰石的形成,加大ＳＢＦ中Ｃａ２＋、ＨＰＯ４２－离子浓度,类骨磷灰石层的形成速度加快．比起通常使用的静态浸泡试验,ＳＢＦ以生理流率流动的动态试验能够更好地模拟类骨磷灰石生长的体内环境．动态ＳＢＦ对了解类骨磷灰石形成,进而了解磷酸钙陶瓷在体内诱导成骨机理是十分有用的．
关键词:
致密磷酸钙陶瓷
,
dynamic SBF
,
bone-like apatite
段友容
,
王朝元
,
陈继镛
,
张兴栋
无机材料学报
根据人、狗、猪、猴和兔五种动物体液的钙离子浓度和pH值的差异,配制了不同组分的模拟体液,将孔壁致密和有微孔的多孔磷酸钙陶瓷分别浸泡在这些模拟体液中,研究陶瓷孔隙表面类骨磷灰石的形成情况.结果表明:在模拟体液中浸泡14天后,孔壁致密的材料未见有类骨磷灰石层形成;有微孔的多孔磷酸钙陶瓷,材料孔壁表面(包括陶瓷表面较深孔隙)有类骨磷灰石层的形成,这与体内植入实验观察到的类骨磷灰石层形成和诱导成骨情况相似,可以推论类骨磷灰石层的形成的确是骨诱导的先决条件.随着钙离子浓度的增加,其孔壁表面类骨磷灰石层的形成也更为均匀,但类骨磷灰石生长快慢顺序与动物组织学观察到的骨诱导性高低的次序不完全一致.
关键词:
磷酸钙陶瓷
,
simulated body fluid
,
bone-like apatite
冯波
,
翁杰
,
屈树新
,
陈继镛
,
张兴栋
功能材料
钛及钛合金具有优良的生物相容性和机械性能,已应用于临床,尤其是用作骨替换与修复材料.但是,钛属于生物惰性材料,不能与骨组织形成化学键合或称骨键合.通过表面改性可使其在生理环境具有诱导羟基磷灰石在表面自发生长的能力,即生物活性化.这是当今生物医用材料研究的热点领域之一.本文评述了钛表面生物活化的研究现状,简要总结了本课题组在这方面的研究工作.
关键词:
钛
,
生物活性
,
表面改性
,
羟基磷灰石
,
蛋白质
,
细胞
李旭东
,
翁杰
,
王培禄
,
赵纯培
,
张兴栋
无机材料学报
分别采用离子束溅射和离子束增强沉积技术，以烧结羟基磷灰石（HA）陶瓷为靶材，在纯钛金属基片表面沉积HA薄膜．X光电子能谱分析表明：薄膜中Ca、P、O元素的化学态与所用HA陶瓷靶材相接近；相比HA靶材，薄膜表面存在CO32-．X射线衍射分析表明：沉积薄膜均为非晶态结构，经650℃退火处理转变为结晶磷灰石．在模拟体液中的溶解实验揭示：薄膜仅与溶液中Ca、P和O存在离子交换；薄膜易降解，浸泡10天，样品经历了降解、再沉积过程；相比离子束溅射沉积膜，离子束增强沉积膜具有加速沉积Ca、P的能力．
关键词:
HA薄膜
,
null
,
null
,
null
,
null
周长春
,
叶兴江
,
肖占文
,
王哲
,
张兴栋
表面技术
目的：研究多孔磷酸钙骨组织工程支架的表面微纳米化改性。方法通过双氧水发泡法制备多孔磷酸钙骨组织工程支架,利用水热法对材料进行微纳米化表面改性。通过扫描电镜观察材料的显微结构,通过 X 射线衍射仪分析测试材料改性层相成分。结果材料改性处理后,孔隙率为(63±8)%,大孔孔径为(310±30)μm。材料表面及内孔壁生成羟基磷灰石微纳米晶粒或晶须,晶须长20~40μm,直径为100~300 nm。结论多孔磷酸钙陶瓷材料的内外表面经水热法处理微纳米化表面改性后,材料性能得到提升。
关键词:
骨组织工程支架
,
多孔磷酸钙陶瓷
,
水热法
,
晶须
,
表面微纳米改性
