关键词： 硫酸钙   人工骨   骨缺损  

摘要： 硫酸钙(CS)材料由于其具有生物相容性好、生物可吸收降解性高、制备成本相对低廉、原材料来源丰富等特点,常用于大段骨缺损修复的治疗。然而,其材料存在着降解速度快、骨诱导活性差等问题。因此硫酸钙材料与不同材料的复合,使其相关性能得到改进与加强成为了目前研究的热点,近年来研究人员通过将硫酸钙与不同的材料相结合,负载各种抗生素、药剂、生长因子等无机、有机分子,制备出新型复合硫酸钙材料,并经体外细胞实验和体内动物实验探究评价新型材料的机械和生物性能,为进一步硫酸钙人工骨材料的研究和开发提供了理论与实践支持。本文将通过对近年来以硫酸钙材料为载体的新型复合材料在骨缺损修复方面的研究进展进行综述总结,以期为后续的研究提供参考。

关键词： 微量Zn   镁合金   晶粒细化   LPSO   Zn-Zr相   热处理强化  

摘要： 为了进一步提高稀土镁合金材料的性能,文章的研究以WE43合金为基体材料,添加微量Zn元素,Zn元素的添加显著细化合金晶粒,铸态组织中形成了LPSO相,经固溶处理后消失,但会形成大量Zr-Zn团簇,拉伸断口分析表明,铸态、固溶态及时效态断口分别为沿晶脆性断裂、韧性断裂及解理断裂,合金经过525℃+8 h冷水淬火,225℃+8 h时效处理后性能达到最佳,抗拉强度、屈服强度、延伸率及硬度分别为330 MPa,256 MPa,5.5%和97.2 HB,提升幅度分别达16.7%,12%,94.9%和2.3%。

关键词： WE43镁合金   骨髓间充质干细胞   血液相容性   细胞增殖   骨生成  

摘要： 目的初步探讨WE43镁合金生物材料血液相容性和对SD大鼠骨髓间充质干细胞的细胞增殖及成骨分化的影响。方法溶血率实验、动态凝血时间实验和血小板黏附实验评价WE43镁合金的血液相容性。显微镜观察BMSCs细胞形态,流式细胞仪鉴定细胞。分别采用培养基、WE43镁合金浸提液、TC4钛合金浸提液培养细胞,CCK-8检测细胞增殖情况。采用成骨诱导液、WE43镁合金浸提液+成骨诱导液、TC4钛合金浸提液+成骨诱导液培养细胞,qRT-PCR检测成骨相关基因骨钙素(OCN)、Ⅰ型胶原(COL-Ⅰ)的mRNA表达;茜素红染色检测成骨矿化能力。结果WE43镁合金和TC4钛合金的溶血率均小于5%,符合医用材料溶血率要求,不会产生溶血作用。与TC4钛合金相比,WE43镁合金的溶血率和动态凝血时间并没有明显差异(P>0.05),但WE43镁合金表面黏附的血小板更少且变形程度轻,具有更好的抑制血小板聚集和变形的能力,血液相容性更优。镜下观BMSCs呈纤维状,FCM检测P3-P4代BMSCs膜表面抗原高表达CD29(99.3%)、CD90(99.87%),低表达CD45(1.93%),符合SD大鼠BMSCs的特点。细胞增殖实验中,与空白对照组相比WE43镁合金处理组和TC4钛合金处理组均促进了细胞增殖,且WE43镁合金组的细胞增殖率高于TC4钛合金组(P<0.05)。细胞成骨诱导后,WE43镁合金组OCN、COL-I的mRNA表达高于TC4钛合金(P<0.05),且WE43镁合金组的茜素红染色较TC4钛合金更为明显。结论WE43镁合金有着较好的血液相容性,可以促进BMSCs的细胞增殖和成骨分化。

关键词： AZ91镁合金   超疏水涂层   一步法   耐腐蚀性  

摘要： 利用硬脂酸乙醇和硫酸锌溶液,采用一步法(水热刻蚀和修饰结合)在AZ91镁合金表面制备了超疏水涂层,研究了反应时间对其疏水性和耐腐蚀性的影响。用X射线光电子衍射仪(XRD)、傅里叶转换红外射线(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)及EDS谱图分析涂层的相组成和微观形貌,利用接触角和极化曲线测试其疏水性和耐腐蚀性。随反应时间延长,涂层的接触角先增大再减小,其中反应7 h制备的涂层接触角达到最大值154.2°,为超疏水涂层,其腐蚀电流密度最低,较镁合金基体下降了3个数量级,阻抗较镁合金基体提高了5个数量级,耐腐蚀性显著提高。

关键词： magnesium alloy   composite coating   superhydrophobic   corrosion resistance   anti-soiling performance  

摘要： Magnesium(Mg)alloys,the lightest metal construction material used in industry,play a vital role in future ***,the poor corrosion resistance of Mg alloys in corrosion environments largely limits their potential wide ***,a micro-arc oxidation/graphene oxide/stearic acid(MAO/GO/SA)superhydrophobic composite coating with superior corrosion resistance was fabricated on a Mg alloy AZ91D through micro-arc oxidation(MAO)technology,electrodeposition technique,and self-assembly *** composition and microstructure of the coating were characterized by scanning electron microscopy,X-ray diffraction,energy dispersive spectroscopy,and Raman *** effective protection of the MAO/GO/SA composite coating applied to a substrate was evaluated using potentiodynamic polarization,electrochemical impedance spectroscopy tests,and salt spray *** results showed that the MAO/GO/SA composite coating with a petal spherical structure had the best superhydrophobicity,and it attained a contact angle of 159.53°±2°.The MAO/GO/SA composite coating exhibited high resistance to corrosion,according to electrochemical and salt spray tests.

关键词： 镁合金   钨极氩弧焊   响应曲面法   成形特征   电弧增材制造  

摘要： 针对AZ31B镁合金多道增材成形中尺寸精确控制的问题,定义了表面平整度、波峰平均高度差和波峰平均高度来表征摆动钨极氩弧多道增材层的成形特征,采用响应曲面法建立了摆动参数与多道增材层成形特征参数之间的回归模型,分析了摆动参数对成形特征参数的影响规律,并对通过模型优化得到的摆动参数进行了实际验证。建模与实验结果发现:表面平整度在摆动参数交互作用的影响下呈现先增大后减小的变化趋势;当偏移量大于11 mm时,摆动幅度小于3 mm、停留时间小于0.3 s和行进速度大于30 cm/min都能使波峰平均高度差趋于最小;波峰平均高度受停留时间和偏移量的影响最显著。回归模型优化获得的最佳摆动参数为:摆动幅度2.56 mm、摆动频率2.5 Hz、停留时间0.3 s、行进速度30 cm/min和偏移量11.46 mm。采用该参数获得的多道增材层各成形特征参数分别为:表面平整度0.98,波峰平均高度差为0.03 mm仅占波峰平均高度的1.07%,波峰平均高度为(2.80±0.02)mm与目标值间的误差仅为0.71%,多道增材层的成形得到优化。

关键词： 锻造温度   Mg-7Al-3Sn镁合金   耐腐蚀性能  

摘要： 为了研究锻造温度对汽车用镁合金组织及性能的影响，本文在锻造过程中砧座预热温度、锻造变形量等不变条件下，测试了不同始锻温度和终锻温度下Mg-7Al-3Sn镁合金试样的显微组织、耐腐蚀性能和力学性能。结果表明：在420℃始锻、300℃终锻的试样平均晶粒尺寸最大，耐腐蚀性能和力学性能最差；在470℃始锻、340℃终锻的试样平均晶粒尺寸最小，耐腐蚀性能和力学性能最佳。与420℃始锻、300℃终锻试样相比，470℃始锻、340℃终锻时试样的平均晶粒尺寸减小64.1%，腐蚀电位正移12.5%，抗拉强度提高23.7%，屈服强度提高23.1%。Mg-7Al-3Sn镁合金在470℃始锻、340℃终锻时具有良好的耐腐蚀性能和力学性能。

摘要： Magnesium-based medical implants have the potential to overcome several complications that arise with permanent metallic implants. Magnesium-based implants are biodegradable such that they can undergo absorption once their load-bearing function has been completed, thereby avoiding a secondary removal surgery. However, several challenges must be overcome as non-uniform and highly localised pitting corrosion mechanisms can lead to early failure of implants. Despite this, the majority of experimental studies to date tend to consider bulk measures of corrosion by measuring mass loss, while the role of localised surface corrosion mechanisms have been largely ignored, or evaluated using qualitative approaches. As a con sequence, there is limited quantitative understanding on how pit formation (e. g. severity and spatial distribution) affects the overall mechanical performance of magnesium-based al loys. The objective of this thesis is to investigate the relationship between spatial corrosion performance with the corresponding mechanical integrity of a magnesium WE43 alloy for orthopaedic implants by means of an experimental and numerical approach. In this thesis, a three-dimensional automated detection framework, 'PitScan' was developed to systematically evaluate the extent and morphology of surface-based pitting corrosion of cylindrical magnesium specimens undergoing corrosion through in-vitro immersion. PitScan used a Python-based approach to analyse micro-computed tomography images (µCT) of cylindrical specimens undergoing corrosion. It was used to establish relationships between local pitting parameters and mechanical performance, which was determined through uniax ial mechanical testing. Additionally, a finite element surface-based degradation model was implemented to further explore the correlation between the severity of localised corrosion mechanisms and mechanical integrity. These experimental and computational approaches were then used to investigate the influen

关键词： 丝素蛋白   透明质酸   巯基-烯点击化学   光固化   水凝胶   生物相容性  

摘要： 目的:以丝素蛋白和透明质酸为原料设计并制备医用天然聚合物水凝胶.方法:对丝素蛋白和透明质酸进行巯基化及双键化改性,在紫外光条件下,利用巯基-烯点击聚合快速固化成胶.通过氢-1核磁共振波谱法表征改性丝素蛋白及透明质酸的接枝率;流变学测试表征水凝胶的凝胶点;扫描电镜观察水凝胶的内部微观结构;压缩测试表征力学性能;质量法测定溶胀率及降解率;将水凝胶与细胞共培养,通过乳酸脱氢酶法测定细胞毒性,漂浮计数法测定细胞黏附性并用扫描电镜及荧光显微镜观察凝胶表面的细胞生长与分化状况.结果:改性后的丝素蛋白和透明质酸的官能团取代度分别为17.99%和48.03%.制备所得的丝素蛋白/透明质酸复合水凝胶的凝胶点为40～60 s,凝胶内部具有孔状结构,压缩强度达450 kPa且循环十次不破裂.复合水凝胶可吸收自身质量4倍甚至10倍的水.水凝胶可生物降解,35 d后的降解率达28%～42%.复合水凝胶的细胞毒性较弱,细胞黏附性较好,细胞在凝胶表面生长和分化状况良好.结论:光固化丝素蛋白/透明质酸复合水凝胶能快速成胶、力学性能优异、生物相容性好,具有可调的溶胀率及降解度,在生物医学上具有一定的应用潜力.

标准号: T/CI 062-2023