关键词： 骨   材料   组织工程   支架   氧化石墨烯   静电纺丝   蛋清   血管化   聚乙烯醇  

摘要： 背景:相关研究表明,添加适量的氧化石墨烯可以改善纤维支架的机械性能、亲水性和细胞相容性,并具有一定的促进成骨性能。目的:制备含不同质量浓度氧化石墨烯的蛋清/聚乙烯醇/氧化石墨烯复合纤维支架,初步探索该复合纤维支架的体外生物相容性。方法:采用静电纺丝技术制备含氧化石墨烯0,0.5,1,1.5 g/L的蛋清/聚乙烯醇/氧化石墨烯复合纤维支架,扫描电镜观察支架形貌,同时检测支架的机械性能、接触角与平衡溶胀比。将人脐静脉血管内皮细胞和人骨髓间充质干细胞分别接种于4组支架表面,采用CCK-8法检测细胞增殖,Live/Dead荧光染色观察细胞活性,划痕实验和罗丹明鬼笔环肽染色观察人脐静脉血管内皮细胞的迁移与形态。结果与结论:①扫描电镜显示,随着氧化石墨烯含量的增加,复合支架的纤维直径增加;②随着氧化石墨烯含量的增加,复合支架的亲水性先降低后升高,其中含氧化石墨烯0.5 g/L复合支架的亲水性最低;③随着氧化石墨烯含量的增加,复合支架的杨氏模量和拉伸强度先增大后减小,其中含氧化石墨烯0.5 g/L复合支架的杨氏模量和拉伸强度最大;④CCK-8实验显示,含氧化石墨烯1.5 g/L复合支架上人骨髓间充质干细胞的增殖速率快于其他3组支架(P<0.05),含氧化石墨烯1 g/L复合支架上人脐静脉血管内皮细胞的增殖速率快于其他3组支架(P<0.05);⑤随着氧化石墨烯含量的增加,复合支架上人骨髓间充质干细胞的存活率增加;含氧化石墨烯1 g/L复合支架上人脐静脉血管内皮细胞的存活率最高;⑥划痕实验和罗丹明鬼笔环肽染色证明,含氧化石墨烯1 g/L复合支架最有利于人脐静脉血管内皮细胞的迁移和形态扩张;⑦结果表明,含氧化石墨烯1 g/L的蛋清/聚乙烯醇/氧化石墨烯纤维支架具有优良的纤维结构、亲水性、力学性能及细胞相容性。

关键词： 胶原   生物相容性   胶原蛋白缝线   胶原蛋白生物膜  

摘要： 目的初步评价胶原蛋白缝线(CS)和胶原蛋白生物膜(CB)的生物相容性。方法通过热原实验判断CS和CB中所含热原量是否符合人体要求;分别采用皮肤和皮内刺激实验评价CS和CB对皮肤是否具有刺激作用;通过溶血实验评价CS和CB是否具有溶血作用;通过肌肉埋植实验评价CS和CB植入兔肌肉组织后的刺激和毒性反应。结果热原实验结果显示每组兔的体温升温值均低于0.6℃,且体温升温总和均低于1.4℃,表明CS和CB符合热原检查要求,热原实验合格;CS和CB的皮肤和皮内刺激实验结果均为阴性,表明两种材料对皮肤无刺激作用;CS和CB的溶血率分别为2.943%和4.127%(均<5%),表明这两种材料不会引起溶血反应;CS和CB埋植于兔肌肉组织后,肌肉组织耐受性良好,组织反应不严重,且随着时间的推移组织反应逐渐减轻。结论CS和CB具有良好的生物相容性。

关键词： 生物医用钛合金   制备工艺   处理工艺   生物相容性   力学性能   应用前景  

摘要： 以第三代钛合金为研究对象,介绍了真空熔炼法、粉末冶金法、增材制造法、凝胶注模法等制备工艺,以及冷轧、时效、激光喷丸等处理工艺;综述了生物医用钛合金的生物相容性,以及微量元素添加法、冷轧和时效等处理工艺对各种铸态钛合金力学性能的影响,并对生物医用钛合金的应用前景进行了展望。

关键词： 镁基微马达   自主运动   生物医疗   生物相容性   环境科学  

摘要： 对微马达的概念进行了简单叙述,并选择近年来发展迅速的镁基微马达展开详细介绍。重点围绕镁基微马达的推进机理和其在环境科学及生物医疗的应用进行阐述,从易于控制反应速率及良好生物相容性的角度出发,集中展示了在国内外研究中镁基微马达在水污染治理、食品安全检测以及相关医疗疾病治疗方面的成功案例,展现了这种具备自主运动特性的镁基微马达作为一种新兴微纳米器件的广阔应用前景。最后,对镁基微马达在未来的发展方向与挑战进行了展望。

关键词： 可降解镁合金   合金化   表面改性   心血管支架   骨修复材料  

摘要： 可降解镁合金作为生物材料具有良好的应用前景,首先综述了可降解镁合金作为生物材料存在的突出问题;其次,介绍了合金化和表面改性两种方法在提高镁合金降解性能和生物活性等方面的应用;随后,介绍了镁合金作为可降解心血管支架和骨修复材料的研究进展;最后,对可降解镁合金的研究进展进行了总结和展望。

关键词： AZ80镁合金   环形通道转角挤压   显微组织   力学性能  

摘要： 用环形通道转角挤压工艺在300、350、380℃制备AZ80镁合金壳体构件,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射及拉伸试验研究变形温度对构件显微组织、织构、力学性能的影响,对变形工艺进行初步探索。结果表明:经过环形通道转角连续两次剪切变形,AZ80合金晶粒细化;当变形温度高于300℃,材料基本实现完全动态再结晶;当变形前均匀化坯料的预热温度低于350℃时,连续β-Mg_(17)Al_(12)相静态析出,一定程度阻碍变形中动态再结晶进行。同时,大量颗粒状β-Mg_(17)Al_(12)相动态析出,部分对晶粒长大产生钉扎效应;最终,在350℃变形时挤压件壁部的晶粒尺寸被细化至约25.1μm。织构分析表明,通道剪切变形的引入促进了晶粒激活滑移面向剪切面分布,利于镁合金典型基面织构弱化。环形通道挤压变形后材料性能大幅提升。在低温变形时,挤压件性能受高密度连续析出相影响,加工硬化能力强但断裂韧性极差。随变形温度升高,挤压件性能与晶粒细化幅度正相关,在350℃时强度和塑性较好平衡。断裂和强韧化分析表明,综合性能显著提升主要得益于晶粒细化和织构弱化的协同作用。

关键词： H_(2)O_(2)   绿色腐蚀   ZnO微米棒   甲基橙   创新实验教学  

摘要： 该文利用H_(2)O_(2)在锌片上的腐蚀,在锌片上生长单晶ZnO微米棒。通过X射线衍射仪(XRD)对所获得的样品进行组分和晶体结构分析,利用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)分析其形貌。选择甲基橙(MO)作为污染物,所获得的ZnO/Zn作为光催化剂,紫外灯作为光源,通过紫外可见光光度计(UV-vis spectrophotometer)记录降解过程。获得的纤锌矿型ZnO微米棒在紫外光下对甲基橙具有良好的降解作用,而且在10次重复光催化测试过程中都保持着良好的降解效能。实验材料便宜,制备过程绿色简单,可用于本科生的创新实验教学。从实验材料制备、结构表征,到光催化性能的应用,有利于学生在实践操作中加深对材料的制备、表征、性能等概念的理解。

关键词： 镁合金   {1012}孪晶   析出相   剪切相互作用   电子显微术  

摘要： 本文利用TEM、HRTEM、STEM-HAADF、FFT等多种表征技术,对室温轧制Mg-6Zn(wt.%)时效合金中β_(1)′析出相结构予以表征与研究。结果表明:(1)合金中存在三种析出相,都与孪晶有交互作用;(2)首次从原子尺度上直接观察到β_(1)′相在{1012}孪晶内界面处的结构变化,显示该析出相在经过基体{1012}孪生剪切作用后,在宏观形貌上产生了3.6°的偏转。这些结果为进一步研究、设计新的镁锌合金提供借鉴与参考。

关键词： AZ31镁合金   耐腐蚀性   机械合金化   涂层  

摘要： 采用机械合金化的方法在AZ31镁合金表面涂覆SiO_(2)(Mg)涂层。通过XRD、显微硬度计、扫描电镜等测试手段对表面涂层的微观形貌结构、涂层的显微硬度进行分析,利用电化学工作站对涂覆前后的AZ31镁合金的耐蚀性能进行检测。结果表明:SiO_(2)涂层被成功地涂覆到AZ31镁合金表面;同时,随着球磨时间的增加,涂层的显微硬度呈增加趋势,且随着球料比的增加,显微硬度亦增加,最高达到370.6HV,较基体提高了15.2%;涂层的厚度也呈现先增加后趋于稳定的趋势,但球磨时间过长,涂层内部出现裂纹;当球料比为15:1、球磨时间为15 h时,所制备涂层厚度为148 μm,涂层致密且与基体结合较好;所对应的自腐蚀电流密度较基体降低了一个数量级,对应的腐蚀电压提高了6.5%,耐腐蚀性能得到明显改善。

关键词： Magnesium alloys  

摘要： A novel AS61 magnesium alloy is prepared via the small-hole confinement of liquid alloy by using a thick-walled copper mould. This facile method gives rise to distinct grain refinement and dispersed second phases such as nano-scale Mg2Sn (12.54 +/- 3.35 nm). Benefiting from the unique microstructure, the AS61 shows enhanced anode performance when adopted for primary aqueous battery, as compared with that using the anode of the same composition fabricated via a common iron mould during melting and casting. The Mg-air battery with the novel AS61 anode provides a high voltage of 1.269 V at 10 mA cm(-2);its anodic efficiency at 10 mA cm(-2) reaches 78.4%, which is higher than lots of other types of magnesium anodes. Moreover, the discharge mechanism of AS61 is also unravelled based on electrochemical response and microstructure characterization. (C) 2021 The Electrochemical Society ("ECS"). Published on behalf of ECS by IOP Publishing Limited.