关键词： 医用镁合金材料   文献计量分析   可视化   共被引   研究热点   CiteSpace   工程化材料  

摘要： 背景:医用镁合金材料相关研究成果逐年增多,然而医用镁合金材料领域的文献尚未通过计量学分析进行系统评估。目的:展示医用镁合金材料的研究现状,探讨该领域研究趋势与热点。方法:以Web of Science核心集数据库为文献来源,检索2014-2024年医用镁合金材料的相关文献。运用CiteSpace软件,以作者、国家、机构、期刊、关键词及共被引为节点,生成知识图谱并进行可视化分析。结果与结论:①近10年医用镁合金材料的发文数量呈稳定增长趋势,其中中国发文量最多,是该领域的中坚力量,但发文质量和国际影响力还需进一步提高;中国科学院和北京大学是该领域研究的先锋机构,构建的合作网络涵盖国内外众多知名机构;期刊《BIOACT MATER》的爆发强度最大,未来该期刊的领域影响力将进一步扩大。②医用镁合金的微观结构、降解行为、生物相容性、机械性能及耐腐蚀性是近年来的研究热点;合金化技术作为赋予医用合金材料多元化特性的关键途径,成为科研人员探索的研究重点。③通过综合运用多种改性手段来初步调控医用镁合金材料的降解模式以获取合适的降解速度,可能是未来的研究趋势。未来应针对特定应用场景,在“精准生物适配”理念的指导下,实现镁合金设计从单一材料设计向结构和功能整体设计的转变,定制化开发镁合金制品。

关键词： 镁合金   骨缺损   生物相容性   可降解材料   骨愈合   Mg-Li-Gd合金   股骨环形半缺损模型   骨矿化  

摘要： 背景:随着骨科植入物需求的增加,寻找具有良好生物相容性和降解性能的材料成为研究热点。Mg-Li-Gd合金具有良好的降解性、生物相容性与力学性能,为骨折愈合提供了理想的支持条件。目的:评估Mg-Li-Gd合金植入物对大鼠骨愈合的影响。方法:在28只SD大鼠右侧股骨中段外侧制作环形半缺损模型,随机分2组处理:不锈钢组使用不锈钢髓内针进行内固定,镁合金组使用Mg-Li-Gd合金髓内针进行内固定,每组14只。术后2,8,14周,进行右侧股骨X射线片与Micro-CT检查,以及右侧股骨苏木精-伊红染色、免疫组化染色与Western Blot检测。结果与结论:①X射线片:术后2周,两组截骨线均清晰,镁合金组髓内针密度与骨组织密度相接近,不锈钢组髓内针密度高于骨组织;术后8周,两组截骨线均已模糊,镁合金组髓内针已发生腐蚀降解;术后14周,两组截骨线均已消失,镁合金组髓内针进一步腐蚀降解。②Micro-CT:术后2周,两组骨痂开始形成;术后8周,不锈钢组进入骨痂重塑阶段,骨缺损部位形成较为致密的骨结构,镁合金组骨缺损部位呈现明显的骨痂增生;术后14周,不锈钢组表现为成熟的骨重塑过程,骨缺损部位形成厚实的皮质骨,镁合金组形成较薄的皮质骨。③苏木精-伊红染色:术后2周,镁合金组可见大量成骨细胞、骨细胞和少量的破骨细胞及骨小梁结构,不锈钢组可见相对较少的成骨细胞和骨细胞;术后8周,镁合金组可见大量成骨细胞、骨细胞及成熟骨小梁结构,不锈钢组可见大量骨细胞及板状骨;术后14周,镁合金组可见板状骨,不锈钢组可见成熟的骨组织。④免疫组化染色与Western Blot检测:相同时间点下,镁合金组骨形态发生蛋白2、骨钙素和RUNX2蛋白表达均高于不锈钢组。⑤结果表明,相较于不锈钢材料,Mg-Li-Gd合金在促进骨折愈合结构形成方面无明显优势。

关键词： 纳米功能材料   MXene   水凝胶   创面修复   生物相容性   创面监测   药物缓释  

摘要： 背景:MXene基水凝胶是一类纳米复合的多功能性水凝胶材料,在慢性创面(如糖尿病足、压疮、癌症及外伤性溃疡等)修复领域有广阔的应用前景。目的:综述MXene基水凝胶的优势及其在创面修复领域的应用和相关作用机制。方法:检索中国知网、维普、PubMed、Science Direct数据库中收录的文章,文献检索时限为2010年1月至2023年10月,中文检索关键词为“MXene,水凝胶,组织工程应用,创面修复”,英文检索关键词为“MXene,Hydrogel,Wound repair”,最终选取符合标准的70篇文献进行综述。结果与结论:MXene基水凝胶在创面组织工程应用中具有优异的力学、导电和光热性能及生物相容性和抗菌性等生物学功效,可以与其他有机物质和无机物质相结合,在水凝胶中产生更大的治疗作用。含有MXene的水凝胶可以结合创面监测、药物递送和缓释以及光热治疗等方式应用于皮肤创面。尽管MXene基水凝胶复合材料的设计和制备已经取得一些良好进展,但仍处于基础研究阶段,缺乏临床验证其功效性和安全性,具有很大发展潜力和应用空间。

关键词： 编织支架   生物可降解材料   镁合金   铁合金   支架结构   径向支撑性能   狗骨率   有限元分析  

摘要： 背景:编织支架因良好的柔顺性被广泛应用于狭窄动脉的治疗,但在提供足够的径向支撑性能方面存在明显局限。目的:针对单一材料制成的编织支架存在径向支撑力不足的问题,采用不同力学参数的生物可降解材料混合编织支架,探究影响混编支架径向力学性能的影响因素。方法:在镁合金支架中引入铁合金纱线,采用有限元分析法对不同编织参数的混编支架进行参数化分析,通过与0.18 mm直径镁合金纱线制备的普通支架进行对比,评估其径向支撑力、径向回弹率和扩张不均匀性。结果与结论:①当铁合金纱线直径为0.18 mm和0.14 mm时,随着铁合金纱线数量的增多,混编支架的径向支撑力增加;此时,尽管直径0.14 mm铁合金纱线提供的径向支撑力小于同数量的0.18 mm铁合金纱线,但增加细铁合金纱线的数量可以达到与较粗铁合金纱线混编支架相媲美的径向支撑力。当铁合金纱丝直径为0.10 mm时,随着铁合金纱线数量的增加,混编支架的径向支撑力降低。②增大编织角度,混编支架的径向支撑力降低,但其径向回弹率和狗骨率得到了改善。通过降低编织角可以改善小直径铁合金纱线造成的支架径向支撑力不足。③结果显示,在镁合金支架中引入铁合金纱线,可以实现在不增加纱线直径的情况下精确地调整支架的径向力学性能,这不仅克服了单一材料支架的局限性,也为多材料支架的设计提供了新思路。

关键词： 汽车车轮   金属制造   重点实验室   金属成型   铸造技术   宁波保税区   注射成形   高端装备  

摘要： 近日,在重庆大学潘复生院士的指导下,重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心与高端装备铸造技术全国重点实验室、重庆戴卡捷力轮毂制造有限公司、宁波保税区海天智胜金属成型设备有限公司、宝武镁业旗下重庆博奥镁铝金属制造有限公司、重庆市搏润模具有限公司、重庆明月湖实验室等单位联合开发,采用海天智胜公司最新推出的3600 T镁合金半固态注射成形机,成功批量试制出全球首例镁合金半固态成形汽车车轮。

关键词： AZ31B镁合金   动态本构模型   弹丸侵彻   破坏模式  

摘要： 镁合金在汽车、航空航天、电子工业等领域的应用日益广泛。为了准确描述AZ31B镁合金在高速冲击荷载作用下的响应,建立了金属动态本构模型,并编译成VUMAT用户子程序。采用万能试验机进行了光滑圆棒的准静态拉伸和异形剪切试验,基于ABAQUS/EXPLICIT建立了有限元模型,通过数值模拟校准了AZ31B镁合金的强度模型和失效准则的相关参数。通过对比数值模拟结果与0.5-cal FSP子弹及20 mm FSP子弹冲击AZ31B镁合金靶板试验结果,验证了模型的精确性和适用性,分析了弹头形状和靶板厚度对弹丸高速侵彻AZ31B镁合金的影响。研究发现:当前模型能较好地预测靶板的弹道极限和穿孔破坏形貌;不同形状弹丸冲击下AZ31B镁合金靶板的失效机制不同,平头弹对应的弹道极限最大,锥形弹对应的弹道极限最小;靶板厚度会影响失效模式,厚靶以剪切破坏为主,而薄靶以弯曲变形和花瓣形撕裂破坏为主。

关键词： 镁合金铸件   振动光饰   磨料   表面粗糙度  

摘要： 针对镁合金铸件毛刺、飞边、氧化皮、砂眼、凸瘤等表面问题,人工打磨抛光效率低且存在粉尘爆炸风险,采用振动光饰技术研究了磨料种类、形状及尺寸,振动频率、时间等工艺参数对镁合金铸件表面粗糙度的影响规律。研究结果表明,利用立式振动光饰装置,以斜三角4 mm×4 mm的棕刚玉磨料为粗磨磨料、圆锥形4 mm×4 mm的树脂磨料为抛光磨料,随着振动频率和时间的增加,镁合金铸件表面粗糙度不断降低。使用380 V、75 Hz的电源粗磨1 h和抛光1 h获得良好的铸件表面质量,表面粗糙度为Ra0.7。

关键词： 吸湿性   Mg粉   Al-Mg合金粉   元素分析   氧化层   反应热  

摘要： 为了探究Mg粉及Al-Mg合金的吸湿机理,将1种铣削Mg粉、1种铣削Al-Mg合金和3种雾化Al-Mg合金进行加速吸湿试验,对吸湿前后金属粉末的形貌、物相、吸湿性、化学成分、氧化层结构及热分解机理进行了表征与分析。结果表明:Al-Mg合金的吸湿率(<1%)远小于Mg粉(8.72%),Al-Mg合金耐吸湿性随组分中Al含量上升而提高。Mg粉吸湿后成分中的Mg(OH)_(2)和MgO吸收峰显著增强,Al-Mg合金吸湿前后的XRD谱图无明显变化。耐吸湿性最好的雾化Al-Mg合金(wAl∶wMg=60∶40)吸湿过程中,合金表层Mg先氧化、Al后氧化,形成了双层核壳结构,吸湿后合金的氧化层平均厚度由14.3nm上升至212.0nm,氧含量由18.3%上升至38.2%。3种雾化Al-Mg合金吸湿后的放热量均有所下降,样品吸湿率越低,能量损失幅度越小。

关键词： 仿生骨知识库   生物陶瓷粉体   固结液雾化喷洒模型  

摘要： 随着中国逐渐步入老龄化社会,骨、关节损坏成为了一个社会性问题。据估算,我国每年需要进行骨修复手术超1000万例。目前,3D打印技术日趋成熟,超过5 mm的大段人工骨支架和载有细胞的类骨组织有了可行的制造方式。慧众生物团队针对骨、关节问题,创新了可发育生物陶瓷骨支架的3D打印技术,并依靠新技术开发了系列产品。

关键词： 铝/水反应   严重度   热失控   反应热动力学  

摘要： 用于制造增材的铝镁合金粉遇湿易发生爆炸事故。为探究含水铝镁合金粉发生热失控的危险性,对铝镁混合体系的起始放热温度、比放热量以及在绝热条件下的放热行为与产氢特性开展实验。结果表明:镁质量分数为9%的铝镁混合体系反应存在2个放热峰;放热峰Ⅰ的起始温度随含水率的增大而提升至100℃;含水率大于17%时,放热峰Ⅱ的最小放热量超过800 J/g,失控反应的严重度等级为灾难性的;由于镁元素的添加,混合体系热失控严重度最大提升了200%;绝热条件下,66%含水率的混合体系氢气最大比产气量达到8.71 mol/kg,30%含水率的混合体系发生失控反应的严重度最高,最大比放热量为1878.69 J/g,修正后绝热升温为930.10 K。揭示了铝镁合金粉遇湿引发热失控的机理,为铝/水反应热失控理论模型的建立提供了有力依据。