关键词： 骨软骨缺损   仿生一体化支架   等效性   生物相容性   力学性能  

摘要： 目的研究仿生骨软骨一体化支架与天然脱钙骨软骨的理化性能、力学性能、生物相容性的等效性，为骨软骨缺损修复提供新思路。方法利用冷冻干燥技术制备仿生骨软骨一体化支架与天然脱钙骨软骨，分别从理化性能、力学性能和生物相容性等方面进行等效性评估。结果仿生骨软骨一体化支架与天然脱钙骨软骨的理化性能相近，不同层区弹性模量递增且相接近，二者皆具有粘弹性特性。仿生支架对软骨细胞无毒性，软骨细胞适宜在支架上黏附与生长。结论仿生骨软骨一体化支架具有与天然脱钙骨软骨等效的性能，可以作为修复骨软骨缺损替代材料。

关键词： 镁合金   冷金属过渡   熔池   焊缝成形   数值模拟  

摘要： 针对镁合金在冷金属过渡(CMT)电弧增材制造成形过程中熔池精度难于控制、结构件成形质量差等问题，建立了三维瞬态数值模型，研究了增材过程中的熔池流动及传热过程。引入周期性系数加入双椭圆热源中，得到了更加符合实际CMT焊接过程的热源模型，并利用连续表面力思想将其转化为体热源加载在相界面。预测了焊缝和熔池的形状和尺寸，并与试验结果进行了比较。进一步计算了同一焊接速度下不同焊接电流对焊缝成形的影响。结果表明：熔池内部主要受马兰戈尼力影响在熔池后方产生逆时针流动；将模拟结果与试验进行对比，焊接电流为129A时熔宽误差约为1.13%，余高误差约5.49%，熔深误差约5.03%，验证了模型的准确性；相同焊接速度下，随着焊接电流的增大，焊缝宽高比以及熔深均增加。

关键词： 聚合物基复合材料   聚多巴胺   羟基磷灰石   生物相容性   成骨性能  

摘要： 理想的人工骨修复材料应具有良好的生物相容性和体内促成骨作用。本文制备了聚多巴胺（PDA）辅助硒羟基磷灰石（Se-HA）修饰的聚氨基酸/硒羟基磷灰石（PAA/Se-HA）复合材料（Se-HA@PDA@PAA/Se-HA）。采用XRD、FT-IR、TG-DSC、SEM和力学性能表征Se-HA、PAA、PAA/Se-HA、Se-HA@PDA@PAA/Se-HA复合材料的各项理化性能；通过蛋白吸附实验评价复合材料表面是否有利于细胞黏附；通过ICP-MS检测复合材料浸提液释放硒元素浓度；将材料浸提液与骨髓间充质干细胞（BMSCs）共培养，通过细胞增殖实验和细胞形态评价复合材料的细胞相容性，通过碱性磷酸酶（ALP）活性实验表征复合材料诱导细胞成骨分化能力。将PAA、PAA/Se-HA、Se-HA@PDA@PAA/Se-HA复合材料植入新西兰大白兔股骨髁缺损处，通过组织观察评价其体内引导成骨性能。实验结果显示，Se-HA@PDA@PAA/Se-HA复合材料具有PAA和Se-HA的结构特征，Se-HA在PAA/Se-HA复合材料基体内部和表面均匀分散。该复合材料熔融温度约为210 ℃，最大分解温度约为461 ℃，弯曲强度约80 MPa，抗压强度约104 MPa，屈服强度约96 MPa。相比PAA和Se-HA复合材料，Se-HA@PDA@PAA/Se-HA复合材料具有较好的吸附蛋白能力，有利于细胞黏附。该复合材料浸提液与BMSCs培养3天后，细胞增殖明显，表现出良好的细胞相容性；与BMSCs培养7天后，相比PAA/Se-HA复合材料，Se-HA@PDA@PAA/Se-HA复合材料表现出较好的诱导细胞成骨分化的能力。该复合材料植入新西兰大白兔股骨髁缺损6周后，能够引导新骨生成，与新骨紧密键合。结果表明，Se-HA@PDA@PAA/Se-HA复合材料具有良好的力学性能和热稳定性能，能够促进BMSCs体外增殖并诱导其成骨分化，引导体内成骨，在骨组织工程领域具有一定的应用前景。

关键词： AZ31镁合金   搅拌摩擦焊   激光熔凝   力学性能   耐腐蚀性能  

摘要： 采用不同的激光扫描速度（1200～1800 mm/min）对AZ31镁合金FSW接头表面进行激光熔凝处理，借助光学显微镜、万能试验机、电化学工作站和扫描电镜等来探究激光扫描速度对AZ31镁合金接头组织、抗拉强度和耐腐蚀性能的影响。结果表明：随着激光扫描速度的增大，熔凝层的深度降低，熔凝层与热影响区的晶粒细化，β-Mg17Al12相的含量增大。经激光熔凝处理后，接头的抗拉强度均高于FSW试样，随激光扫描速度增大，抗拉强度增大；激光熔凝处理后接头的耐腐蚀性能均好于FSW试样，当扫描速度为1200 mm/min时，试样腐蚀电流密度最小，耐腐蚀性能最好。

关键词： 电弧熔丝增材制造   镁合金   冶金缺陷   微观组织   综合性能   调控策略  

摘要： 电弧熔丝增材制造(WAAM)作为一种新兴的增材制造工艺，具有沉积效率高、成本低等优势，有望实现大型轻质镁合金复杂构件的一体化成形和规模化生产。然而，由于镁合金的低熔沸点和高导热率等材料特性，导致WAAM构件中存在非均匀组织、冶金缺陷及应力变形，大幅降低其可靠性和服役寿命，难以满足高端装备领域的使役要求，是亟需攻克的瓶颈问题。本文首先阐述了WAAM成形镁合金的工艺优势和技术挑战，然后从主流工艺、成形质量、冶金缺陷、组织特征和综合性能5个方面综述了近年来国内外关于镁合金WAAM成形方面的研究，并总结了基于液态熔池和固态层间的在线调控策略以及基于热处理和表面强化的整体后处理方案，为大型复杂镁合金构件的高质量成形提供相应的理论基础和指导策略。最后，从材料成分设计、组织缺陷在线调控、后处理形性协同调控以及构件性能评价等方面对WAAM镁合金的未来发展趋势与研究方向进行了总结与展望。

关键词： 换能器   中心频率   低强度超声   反转层   镁合金  

摘要： 目前市场上常见的医用压电型超声换能器大多采用传统的单压电层结构,这种结构的换能器其中心频率与压电层的厚度成反比,因此随着中心频率的增加,该类换能器的厚度越来越薄,导致其制造变得愈加困难。针对这一问题,本研究拟采用双压电反转层技术,设计一种基于反转层结构与镁合金匹配层的新型低强度超声换能器模型。本研究为低强度超声换能器的优化设计提供了一种有效思路,对提升低强度超声换能器的性能有一定的指导意义。At present, most of the commonly used medical piezoelectric ultrasound transducers in the market adopt the traditional single piezoelectric layer structure. The center frequency of this kind of transducer is inversely proportional to the thickness of the piezoelectric layer. Therefore, as the center frequency increases, the thickness of the piezoelectric layer of this kind of transducer becomes thinner, making its manufacturing increasingly difficult. To address this issue, this study intends to use the dual piezoelectric inversion layer technology to design a new low-intensity ultrasonic transducer model based on the inversion layer structure and magnesium alloy matching layer. This study provides an effective approach for optimizing the design of low-intensity ultrasound transducers, which has certain guiding significance for improving the performance of low-intensity ultrasound transducers.

关键词： 植介入医疗器械   载外泌体水凝胶   亲水性   生物相容性   炎症  

摘要： 植介入医疗器械因生物相容性差,常引发组织炎症、血管痉挛和血栓等。间充质干细胞来源的外泌体(MSC-Exos)是一类由细胞分泌的纳米级细胞外囊泡,内含有丰富的蛋白质、核酸和生物活性分子,具有抑制炎症的功能。透明质酸(HA)是一种天然存在于人体组织中的高分子物质,由葡萄糖醛酸和N-乙酰氨基葡萄糖通过β-1,4和β-1,3糖苷键交替连接而成,HA水凝胶具有良好的生物相容性、可调控的物理化学性质以及可形成三维结构的特点。本研究通过将HA溶于含1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)的NaOH溶液中,涂覆于聚乙烯亚胺(PEI)修饰的聚氨酯(PU)基材表面,干燥固化后通过浸润吸附将MSC-Exos引入HA中,制备MSC-Exos@HA水凝胶涂层。结果表明,MSC-Exos@HA涂层具备良好的亲水性、生物相容性和抗炎性。

关键词： 镁合金   硬度   疲劳   孪晶   加工硬化  

摘要： 用表面机械研磨处理(SMAT)挤压态AZ80镁合金,研究其组织与力学性能变化,用应变控制探讨其疲劳性能。结果表明:SMAT处理的AZ80变形镁合金由表面到心部形成了梯度结构组织,且变形层厚度随SMAT时间增加而增加,并伴有大量的孪晶产生。在SMAT处理6 min后,剧烈变形层厚度约为200μm。其表层至心部的显微硬度呈梯度分布。应变为0.0064时,SMAT处理后,AZ80镁合金的循环加工硬化率和疲劳寿命明显高于原始挤压态,这主要归因于梯度结构组织及变形产生的残余压应力。

关键词： AZ80镁合金   柱面取向   时效处理   第二相   耐蚀性  

摘要： 本文对锻态AZ80镁合金进行固溶处理及不同保温时间的时效处理,采用析氢法、失重法及电化学测试分析了时效态AZ80镁合金的耐蚀性能,观察了合金的显微组织和腐蚀形貌,对比研究了时效热处理工艺对于柱面织构平面内第二相形貌、尺寸及数量等特征的影响,探讨了不同特征第二相粒子对合金耐蚀性能的影响规律。结果表明:不同的时效时间可有效调控锻态AZ80镁合金中第二相的析出行为,时效处理不仅可以改善合金的耐蚀性能,还可以有效弱化镁合金腐蚀性能上的各向异性。当合金达到峰值时效时,基体内可形成致密的具有网络结构的第二相,合金表面的耐蚀性和腐蚀均匀性均得到有效提升,柱面取向表面和基面取向表面间平均腐蚀速率的差值最小。

关键词： AZ80   热处理   显微组织   力学性能  

摘要： 研究了均质化热处理对AZ80镁合金显微组织和硬度的影响。研究结果显示,均质化热处理使AZ80镁合金中的Mg17Al12相固溶进基体,减少了成分偏析,使得Al和其他合金元素在镁基体中更加均匀分布,提高了合金的整体性能。此外,均质化处理后合金的硬度也有所提高,可能是因为组织改善导致的固溶强化以及晶粒尺寸的细化。实验结果为优化AZ80镁合金的热处理工艺提供了参考。