关键词： 缺氧   镁合金   镁离子   骨再生   分子机制  

摘要： 骨组织缺损缺失的修复与再生是一个复杂、缓慢的病理生理过程，在口腔临床治疗中也是尚未解决的重大难题之一。缺氧(hypoxia)导致损伤骨组织血供不足，严重影响了骨组织缺损缺失的修复与再生。镁及镁合金作为新型可降解可吸收骨组织工程植入材料，在缺氧条件下降解产生的镁离子(magnesium ion)可激活与缺氧诱导因子相关的细胞信号通路，促进血管新生，维持骨细胞的成骨功能，实现损伤骨组织的修复与再生。因此，本文综述了缺氧条件下影响骨组织再生的因素，以及镁离子促进骨再生的作用机制研究现状，以期为后续研发各种促进骨组织缺损缺失修复的医用镁合金生物材料奠定基础。

关键词： 医用型可吸收止血材料   骨科手术   止血机制   生物相容性  

摘要： 目的 对医用型可吸收止血材料（medical absorbable haemostatic material,MAHM）在骨科手术中止血的应用进展进行综述，以期为临床止血方案提供参考。方法 广泛查阅国内外关于MAHM应用于骨科术中止血的研究文献，并对其进行归纳、总结。结果 MAHM根据生物相容性可分为氧化纤维素/氧化再生纤维素类材料、壳聚糖及其衍生物类材料、淀粉类材料、胶原蛋白及明胶类材料和纤维蛋白胶类材料等，用于骨科术中止血均能有效减少失血量。每种止血材料具有不同的凝血机制和适用人群，氧化纤维素/氧化再生纤维素、壳聚糖及其衍生物、淀粉类止血材料主要通过刺激血管收缩和聚集血液细胞物理作用止血，适用于凝血功能异常人群。胶原蛋白及明胶、纤维蛋白胶类止血材料主要通过影响人体生理凝血机制止血，适用于凝血功能正常人群。结论合理选用MAHM能有效减少围术期失血量及降低术后并发症风险，但目前临床上单一的止血材料尚不能满足临床需求，需研发出更高止血效率的新型复合止血材料。

关键词： AZ31镁合金   应变速率   衬板轧制   显微组织   力学性能  

摘要： 目的研究应变速率对衬板轧制AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响规律,分析应变速率对AZ31镁合金组织细化和性能的作用机理,解决传统轧制下AZ31镁合金性能偏低的问题。方法将商用AZ31镁合金板材在350℃下以不同应变速率(7.5、10.9、15.3 s^(-1))进行衬板轧制,探究应变速率对AZ31镁合金显微组织和力学性能的影响。结果随衬板轧制应变速率的增加,镁合金中孪晶数量减少,显微组织由变形晶粒和动态再结晶晶粒组成的混晶组织转变为等轴的动态再结晶组织,平均晶粒尺寸增加。基面织构主要组分由{0001}1010和{0001}2110向{0001}1010转变。当应变速率从7.5s^(-1)增加到15.3s^(-1)时,镁合金的YS从230 MPa下降到183MPa,而UTS最初从281MPa增加到290MPa,然后又下降到265MPa。此外,EL从3.9%逐渐增加到14.6%。结论衬板轧制的应变速率显著影响了镁合金板材的显微组织、织构和力学性能,提高轧制应变速率可促进镁合金发生动态再结晶,从而细化晶粒、弱化基面织构,有助于提高镁合金的屈服强度和伸长率。合理选择镁合金衬板轧制的应变速率能够有效改善其综合力学性能,为后续的高强塑性镁合金制备提供一种行之有效的方法。

关键词： 镁合金骨植入物   增材制造   成分调控   结构设计   后处理  

摘要： 随着老年人口数量的增加,骨科疾病的发生率持续上升,社会对骨植入物的需求显著提高。传统骨植入物不可降解的特性限制了骨缺损的治疗效果。镁作为一种生物相容性优异、力学性能良好的可降解金属,被公认为一种极具前途的新型骨植入物材料。通过增材制造技术成形定制化镁合金骨植入物,一方面,外形精确匹配患者的骨缺损外形,另一方面,内部的多孔结构利于新骨长入。然而现阶段增材制造镁合金骨植入物存在降解周期与骨愈合周期不匹配的问题,限制了其在骨植入物领域的推广应用。介绍了镁合金骨植入物的增材制造工艺以及面临的挑战,并从成分调控、结构设计、后处理3个方面介绍了调控镁合金植入物降解行为、力学性能和生物性能的策略。最后提出了镁合金骨植入物的潜在研究方向和未来展望。

关键词： W18O49   石墨烯量子点   RAW264.7巨噬细胞   生物相容性   炎症因子  

摘要： 目的探讨石墨烯量子点(GQDs)的对体外RAW264.7巨噬细胞存活率、细胞凋亡及炎症因子表达的影响和细胞成像能力,为GQDs在生物医学领域的安全应用提供理论基础。方法采用改性Hummer’s法制备了氧化石墨烯。利用H2O2和W_(18)O_(49)在水热条件下产生的羟基自由基,采用自上而下的方法将氧化石墨烯切割成GQDs。利用X射线粉末衍射、X光电子能谱、透射电镜、原子力显微镜、扫描电镜和傅里叶红外变换等技术对GQDs微观结构进行详细分析。通过CCK-8、流式细胞、激光共聚焦方法和实时荧光定量PCR(RT-qPCR),评价GQDs对巨噬细胞的生物兼容性和对炎症因子表达的影响。通过CCK-8、流式细胞术和RT-qPCR,评价GQDs对巨噬细胞的生物兼容性和炎症因子的影响。激光共聚焦显示GQDs在巨噬细胞中成像情况。结果水热条件下,以W_(18)O_(49)为催化剂可将氧化石墨烯切割为3~5 nm蓝光GQDs,产率为43%,荧光寿命(τ)=1.67 ns。三重态碳烯自由基的Zigzag型位点和缺陷态导致GQDs表现出激发波长的依赖性,其最佳激发和发射波长分别为330 nm和400 nm。GQDs表面丰富的含氧官能团和其亲水性使其具有良好的水溶性。CCK-8和死活染色表明,GQDs具有较高的生物兼容性。RT-qPCR分析结果显示,GQDs对体外RAW264.7细胞有生长抑制作用,可刺激RAW264.7细胞提高TNF-α的表达,使细胞膜破裂并产生IL-1β炎症因子诱导细胞凋亡。激光共聚焦结果显示,蓝光GQDs具有一定的体外细胞成像能力。结论石墨烯量子点的水溶性、低毒、荧光特性和炎症因子的诱导效应,为其在免疫标记和细胞成像领域的应用提供了广阔的前景。

关键词： AZ91镁合金   超声振动压缩(UVC)   显微组织   力学性能   变形机理  

摘要： 目的探究室温超声振动压缩(UVC)作用下镁合金的成形和应用潜力,研究AZ91固溶镁合金经UVC加工后的微观组织和力学性能演变规律,并探究其变形机理。方法在室温、频率20kHz和气压100kPa条件下对固溶态AZ91镁合金进行不同时间(0~1 s)的UVC加工,利用光学显微镜、XRD、SEM、TEM和显微硬度等手段研究UVC后合金的微观组织、力学性能和变形机理。结果在室温UVC加工过程中,AZ91合金的圆周伸长率和真应变逐渐增加。加载时间为1s时,合金的圆周伸长率和真应变分别达到80%和1.2,显著高于传统压缩。UVC过程中所需的最大应力仅为37.18MPa,温度最高达243℃。随着UVC时间的延长,合金中出现大量变形带,且变形带内析出亚微米级的Mg_(17)Al_(12)第二相。合金中的位错密度显著提升,逐步发生动态回复和动态再结晶细化晶粒。UVC后,合金的显微硬度由固溶合金的70.6HV显著提升至102.1HV。UVC作用下能够实现固溶镁合金高应变速率、大应变量变形的主要原因是合金中变形带和孪晶的快速增殖。此外,变形带内第二相的迅速析出、动态回复和再结晶也对合金的变形起到促进作用。结论固溶AZ91镁合金在超声振动压缩作用下展现了良好的变形能力和成形潜力,通过改进超声工艺有望在室温下实现镁合金的高应变速率大应变量超塑性成形。

关键词： 骨修复   镁合金   表面粗糙度   细胞活力   成骨性能  

摘要： 为提高骨科修复材料的修复效果,以WE43镁合金作为材料基体,采用微波液相法制备了一种骨修复涂层材料,并进行临床应用效果观察试验。结果表明,可以通过调控前处理液pH值对材料平均纳米针直径以及表面粗糙度进行调控。当前处理液pH值为6.0时,骨修复涂层材料的细胞活力和成骨性能较优异,7 d培养时间的细胞活力达到102.2%。此时,骨修复涂层材料的平均纳米针直径为95.4 nm,算术平均高度Sa为0.56μm,平均最大高度Sz为4.30μm,轮廓平均宽度RSm为3.20μm。在临床应用效果观察试验中,骨修复涂层材料表现出优异的骨形成和骨连接治疗效果。

关键词： 镁合金   网格壁板   变曲率   级进压弯成形  

摘要： 采用数值模拟方法研究了网格式镁合金壁板变曲率级进压弯成形工艺曲率半径的变化规律。完成了实验研究工作,获得了几种规格的变曲率网格式镁合金壁板部件,壁板曲率半径范围为205.67~72.56 mm。确定了合适的变曲率网格式镁合金壁板级进压弯成形工艺参数。结果表明,壁板部件曲率半径与压下高度有关,随着压下高度增大,壁板曲率半径随之减小。随着压下高度增大,模拟结果与实验结果的绝对偏差减小,相对误差随之增大。随着壁板曲率半径增大,绝对偏差随之增大,相对误差随之减小。对于镁合金变曲率内网格壁板,壁板曲率半径模拟值与实验值的最大相对误差为5.22%。对于镁合金变曲率外网格壁板,壁板曲率半径模拟值与实验值的最大相对误差为5.51%。采用母线直线度方法来评价镁合金壁板蒙皮表面内凹缺陷程度,随着壁板曲率半径减小,母线直线度偏差随之增大,母线直线度系数随之增大。当壁板曲率半径为72.56 mm时,母线直线度偏差最大值为0.083 mm,对应母线直线度系数最大值为0.237%。

关键词： AZ91D镁合金   挤压态   固溶和时效处理   超塑性  

摘要： 文章通过高温拉伸测试,分别对比未处理与固溶和时效处理的挤压态AZ91D镁合金在等应变速率与等温度条件下的延伸率,并测定不同拉伸状态下的微观形貌验证拉伸测试结果。研究了固溶和时效处理的挤压态AZ91D镁合金在250~350℃、应变速率在10-5~10-3的超塑性流变行为。结果显示:在280℃、0.0005s-1的条件下获得的最高延伸率达185.3%。在AZ91D镁合金超塑性成形过程中,初始应变速率的影响比变形温度更显著。得出结论:固溶处理和时效处理可减小AZ91D的晶粒尺寸;根据AZ91D镁合金超塑性变形后的晶粒组织验证固溶和时效处理能提高合金的超塑性。

关键词： 镁合金   电弧增材制造   神经网络   工艺优化  

摘要： 电弧增材制造克服了传统铸锻技术制备镁合金的不足,是镁合金成形中的新技术。然而,镁合金电弧增材制造过程影响因素较多,工艺控制困难,且存在零件难以成形、易开裂、易产生内部缺陷等问题。为了解决镁合金电弧增材制造工艺控制困难的问题,采用实验结合机器学习的方法建立了工艺参数与试样宏观形貌之间的非线性关系,分析了不同工艺参数对成形质量的影响规律,确定最佳工艺参数范围为:基板温度160℃,送丝速度12.0~14.5 m/min,焊接速度8~11 mm/s,摆弧宽度8~10 mm。以AZ31镁合金丝材作为原材料,针对寻优工艺参数进行了单层和多层镁合金电弧增材制造实验。结果表明,该参数条件下熔宽为13.95 mm,熔高为3.28 mm,宽高比为4.25,接触角为42°,此时镁合金熔融丝材铺展性良好,且试样表面无不成形缺陷。