关键词： 镁合金   DCPD涂层   界面结合能   界面结合位点   分子动力学模拟  

摘要： 目的研究CaHPO_(4)·2H_(2)O(DCPD)与Mg的界面结合机制,以提高DCPD在镁合金表面的界面结合强度。方法利用电镀法在AZ31镁合金表面制备DCPD涂层,采用SEM、XRD、XPS等对涂层形貌及结构进行表征。同时,运用分子动力学模拟(MD)对DCPD在Mg表面形成机制进行研究,通过统计界面层中不同组分的径向分布函数、密度分布、均力势、总能量等的变化,揭示DCPD/Mg的界面结合能、结合位点及结合方式。结果通过电镀法形成的DCPD涂层形貌为致密的荷花瓣状晶体,主要成分为CaHPO_(4)·2H_(2)O。模拟结果表明,CaHPO_(4)·2H_(2)O的4个晶面(010)、(-120)、(11-1)、(111)、(-120)与Mg的结合能最强(163.63 kJ/mol)。其中起“铆钉”作用的基团是HPO_(4)^(2-)和H_(2)O,结合位点主要为O与Mg,即HPO_(4)^(2-)和H_(2)O通过静电作用及范德华力与Mg形成Mg-HPO_(4)^(2-)和Mg-H_(2)O偶极对。研究发现,形成的偶极对中HPO_(4)^(2-)及H_(2)O的配位数分别为0.75和1.16,Mg-H_(2)O的解离能更大,结构更稳定。结论提出改善DCPD/Mg结合强度的方法,电镀前可将镁合金置于NH4H_(2)PO_(4)溶液中浸泡片刻,促进CaHPO_(4)·2H_(2)O(-120)晶面的形成。

关键词： Mg-Gd-Y-Zn-Zr系高强稀土镁合金   合金成分   塑性变形   热处理  

摘要： 由于镁合金室温下塑性差,高温下强度较低,限制了它在诸多领域的应用发展。近年来国内外学者陆续开发出了含长周期堆垛有序结构相的Mg-Gd-Y-Zn-Zr系高强稀土镁合金,并对该合金系制备加工时组织性能的变化及机理进行深入研究。文章综述了近年来Mg-Gd-Y-Zn-Zr系高强稀土镁合金的研究现状及进展,分析了合金成分、常规塑性加工技术及热处理等对合金组织性能的影响,并展望该合金的研究方向。

关键词： 造影剂   生物医学成像   疾病诊断   应对方案   生物相容性   纳米材料   临床转化   有效治疗  

摘要： 生物医学精准诊断对于疾病的有效治疗十分重要.纳米基成像造影剂具有灵敏度高、特异性强、生物相容性好等特点,在生物医学成像诊断中具有巨大的临床转化潜力.目前,尽管研究者们构筑了大量的纳米基探针材料作为疾病诊断造影剂,但纳米材料造影剂在临床转化方面仍然面临极大的挑战.这里我们主要概述了不同生物医学成像类型的纳米基造影剂所面临的问题,并针对这些难题提出了应对方案和未来的研究重点,最后对纳米基造影剂的临床转化前景进行了展望.

关键词： 镁合金轮毂   等温成形   折叠缺陷   折叠指数   响应面法  

摘要： 目的 大尺寸镁合金汽车轮毂塑性在加工过程中易出现折叠等缺陷,为获得合格的轮毂锻件,对镁合金轮毂等温成形工艺参数与折叠缺陷长度的影响关系进行研究。方法 基于轮毂复杂的几何结构,设计了三步成形工艺方案,通过成形试验测试判断出折叠缺陷产生位置,选取影响轮毂折叠缺陷的压下量h、挤压温度t、挤压速度v与摩擦因数μ作为设计变量,构建了轮毂最大折叠长度Llap的目标函数关系式。结合响应面法的线性模型和Design Expert软件,对设计变量进行了参量约束条件下的多目标优化,制备出合格的镁合金轮毂锻件。结果 基于成形试验得到折叠缺陷产生位置为轮辐和轮缘结合处;基于响应面法和有限元分析,可知压下量对折叠缺陷长度Llap影响最大;根据拟合结果得到的回归线性模型,其折叠缺陷回归系数为0.965 4,可靠性较高。结论 建立了镁合金轮毂锻件成形过程中工艺参数对折叠缺陷长度的线性回归模型,获得了关于折叠长度的最小值,为消除轮毂锻件中的折叠缺陷提供了理论依据。

关键词： 有限元分析   支架式教学   骨科教学   智能骨科   协作学习   辅助诊断   生物相容性  

摘要： 骨科是外科学的主要分支之一,涉及人体骨骼、关节、肌肉、韧带等多个系统的结构和功能,内容多且复杂,学习难度大。传统骨科临床教学存在针对性、互动性和实践性不强的问题,导致学生对骨科的兴趣性不高,对骨科的理论知识和操作技能掌握不足。此外,传统教学技术的真实性、多样性和智能性不足,也限制了骨科教学的效果。为了解决这些问题,本研究设计了“基于有限元分析技术的支架式教学”的模式,试图提高目前骨科临床教学的质量。该模式的核心是利用有限元分析技术,根据不同的骨折类型和患者情况,生成逼真的三维骨折模型和相应的手术方案,作为教学的支架,引导学生进行主动探索和深入思考。该模式从提出背景、实施方法、骨科教学的优势以及以髋臼后壁横行骨折的实例教学应用4个方面进行了详细阐述。此教学模式有望突破目前骨科临床教学的困境,解决学生兴趣性不强、学习难度大的问题,以期培养高质量的骨科医生和骨科临床带教老师。

关键词： 单宁酸   壳聚糖   活性氧   抗菌   屏障膜   取向冷冻  

摘要： 目的制备负载单宁酸的双层壳聚糖膜(CS@TA),测试其活性氧(ROS)清除能力、生物相容性及抗菌性能,研究其作为引导骨再生屏障膜的可行性。方法采用自蒸发技术先制备出致密的单层壳聚糖(CS)膜,随后采用蒸发干燥、取向冷冻和冷冻干燥技术在单层CS膜上制备出多孔的CS层,从而得到双层CS膜,利用扫描电镜观察其微观结构。将制备好的CS双层膜先接枝4-羧基苯硼酸形成中间体,按不同比例接枝单宁酸(TA),使用傅里叶红外光谱仪(FITR)分析TA与CS双层膜的相互作用。通过1,1-二苯基-2苦基肼(DPPH)测试ROS清除能力,选取负载TA后ROS清除效率在90%以上的双层膜进行后续体外细胞实验,利用CCK-8及活死细胞染色测试其生物相容性,利用扫描电镜观察MC3T3-E1细胞在双层膜多孔面上的黏附情况,通过菌落计数测试其对金黄色葡萄球菌(***)和大肠埃希菌(***)的抗菌性能。结果CS@TA双层膜一面光滑致密,另一面粗糙疏松多孔,截面呈垂直薄膜方向的有序多孔结构,随着TA的加入,双层膜的ROS清除能力先迅速增加后缓慢稳定,CCK-8及活死细胞染色结果显示加入过多的TA会明显影响双层膜的生物相容性,细菌稀释涂板计数结果显示加入适量TA的双层膜与未负载TA的双层膜相比,对***和***具有一定抗菌能力。结论负载适量TA的双层膜具有较强的ROS清除能力,良好的生物学性能,且对***和***均具有一定的抗菌能力。

关键词： 医用重组人源胶原蛋白   生物相容性   淋巴细胞增殖试验   免疫原性   人细胞系激活试验(h-CLAT)  

摘要： 目的对一种医用重组人源胶原蛋白功能敷料的体外免疫原性进行评价。方法以细胞培养液为浸提介质,按0.2 g/ml的比例浸提制备试验液,进行体外淋巴细胞增殖试验、人细胞系激活试验(h-CLAT)、细胞炎症因子含量检测。结果体外淋巴细胞增殖试验中,100%,50%,25%3种浓度试验液的淋巴细胞增殖率分别为105%,111%,86.3%,与阴性对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。h-CLAT结果显示,试验组THP-1细胞表面分子CD54 RFI值<200,CD86 RFI值<150,判定为阴性结果。试验组细胞上清中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素8(IL-8)的含量与阴性对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论医用重组人源胶原蛋白功能敷料有良好的生物相容性。

关键词： 定向凝固   镁合金   晶体取向   力学性能  

摘要： 利用定向凝固技术调控镁合金晶体取向和组织结构,可以提高镁合金的力学性能。目前对镁合金定向凝固的研究仍处于探索阶段。综述了定向凝固镁合金的组织形貌及胞-枝晶转变特点,并结合课题组的研究讨论了定向凝固镁合金一次晶轴生长取向及其与力学性能相关性。简要介绍了定向凝固镁合金中的长周期堆垛结构相、定向凝固镁合金的耐腐蚀性能以及定向凝固过程数值模拟的研究情况,提出了镁合金定向凝固研究的重点与方向。

关键词： Zn合金   生物材料   力学性能   模拟体液   降解行为  

摘要： 采用热挤压方法制备了管状Zn-3Al-1Mg合金,利用扫描电子显微镜(SEM)及拉伸、压缩测试等方法研究了铸态和挤压态管状Zn-3Al-1Mg合金的微观组织与力学性能同时,利用浸泡试验、电化学测试、X射线光电子能谱分析(XPS)研究了挤压态管状Zn-3Al-1Mg合金在模拟体液(SBF)溶液中的腐蚀行为结果表明:铸态及挤压态合金均由η-Zn,α-Al及Mg2Zn11三相组成,挤压态合金的微观组织明显细化,且力学性能明显优于铸态合金的力学性能挤压态合金在模拟体液中的腐蚀速率为015~028 mm/a腐蚀形貌分析结果揭示了不同物相间的微电偶腐蚀机制,腐蚀产物包括Zn/Al/Mg的氧化物、氢氧化物,以及Ca,P和Zn/Al/Mg相结合产生的磷酸盐、碳酸盐结合电化学测试结果,对挤压态合金的腐蚀过程和腐蚀机理进行了分析.

关键词： 搅拌摩擦连接   镁合金   微观组织   显微硬度   腐蚀性能  

摘要： 选用4mm厚AZ80M镁合金进行搅拌摩擦连接试验,搅拌头旋转速度固定为1000rpm,搅拌头前进速度分别为150mm/min、200mm/min和250mm/min,分析各参数下获得试样的微观组织、抗拉强度、显微硬度及耐腐蚀性能。结果显示,各参数获得的连接区宏观形貌较好,无隧道、孔洞等缺陷;连接区晶粒细化;前进速度为150mm/min时获得的试样其晶粒尺寸较大;各试样抗拉强度最高可达到母材的90.92%,拉伸断口位于热影响区,断裂方式为韧脆混合断裂;前进速度为200mm/min时获得的试样其自腐蚀电流密度最低,耐腐蚀性能最好。