关键词： 可降解医用锌   骨植入材料   生物相容性   降解行为   表面改性  

摘要： 医用锌及锌合金有望成为新一代可降解骨植入物材料来促进骨缺损的修复。概述了可降解医用锌基材料的优势,包括较好的生物安全性和抗菌效果、能促进植入部位周围血管和新骨的生成以及骨相关基因的表达能力。在此基础上,从基底材料、细胞种类及实验结果等方面系统总结了近年来关于可降解医用锌基材料生物相容性和降解行为的研究。同时,归纳了可降解医用锌在临床修复骨缺损方面所面临的主要问题和挑战,包括较差的力学性能和较强的细胞毒性。可降解医用锌较差的力学性能可以通过合金化进行改善,概述了多种新型医用锌合金的力学性能及其生物相容性。表面改性是提高可降解医用锌基表面生物相容性和调控降解的有效手段。从基底样品、表面改性手段、使用的细胞或动物模型以及细胞相容性和降解行为等方面,综述了近年来可降解锌基骨植入材料表面改性的研究现状,提出了可降解锌基骨植入材料表面改性目前所面临的难点问题,包括传统表面改性手段加剧了锌离子的释放或在表面改性后可降解医用锌的生物相容性改善功效不足,以及未来的发展方向。

关键词： 层状双氢氧化物   镁合金   防腐蚀  

摘要： 介绍了层状双氢氧化物(LDH)膜的常见类型及其制备方法,重点总结了其在镁合金防腐蚀方面的应用现状和可能存在的问题。概述了LDH膜改性的研究进展,最后对LDH膜未来的研究方向进行了展望。

关键词： Mg-Ho系合金   微观组织   力学性能   强化机制  

摘要： 镁合金作为轻质金属结构材料目前已获得广泛的研究应用,新型稀土镁合金的开发是进一步提高镁合金应用价值的重要体现。Ho在Mg中具有较高的固溶度,能显著细化晶粒,提高合金的室温和高温力学性能,增强合金的耐腐蚀性。本文主要从Mg-Ho二元合金、Mg-Ho-X(RE,Zn)、Mg-X-Ho(X=Al,Zn,RE)系合金进行了综述。对目前含Ho镁合金的研究现状进行了归纳总结,指出了目前含Ho镁合金的优势及不足之处,希望能对含Ho镁合金的研究提供新的思路。

关键词： 载药微球   壳聚糖   止血海绵   抗菌   生物相容性  

摘要： 目的本研究拟制备一种新型壳聚糖抗菌止血海绵(novel chitosan antibacterial hemostatic sponge,NCAHS),并对其材料学特性和生物学性能进行评价。方法以壳聚糖为海绵基材,添加不同比例三聚磷酸钠(sodium tripolyphosphate,STPP)、甘油、酚磺乙胺,并使用冷冻干燥法制备海绵,以全血凝血指数(BCI)为指标筛选壳聚糖及添加物的最佳浓度获得的止血海绵;在止血海绵中负载盐酸环丙沙星的玉米醇溶蛋白/碳酸钙复合微球(Zein/CaCO3)制备得到NCAHS。采用扫描电镜观察NCAHS的微观形貌、孔隙率,并检测其吸水率、体外对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,***)和大肠杆菌(Escherichia coli,***)的抗菌率、体外凝血性能、血液相容性。使用兔肝损伤和兔耳动脉损伤出血模型评价止血效果,以市售止血海绵(commercial hemostatic sponge,CHS)作为对照。参照医疗器械生物学评价国家标准检测NCAHS浸提液的细胞毒性,动物皮肤刺激性和体内急性毒性等体内生物相容性。结果以1.5%壳聚糖(质量浓度)、0.01%STPP(质量浓度)、体积分数0%甘油(不添加甘油)、体积分数0.15%酚磺乙胺、Zein和CaCO3质量混合比为5∶1、Zein终质量浓度为2.5 g/L、乙醇终浓度为17.5%(体积分数)制备所得NCAHS细密均匀,具有蜂窝状多孔结构,孔径约200μm,其BCI数值最低。NCAHS吸水率〔(2362.16±201.15)%vs.(1102.56±91.79)%〕、体外凝血性能(31.338%vs.1.591%)均优于CHS(P<0.01)。在体内兔耳动脉出血模型〔(36.00±13.42)s vs.(80.00±17.32)s〕和兔肝脏出血模型〔(30.00±0)s vs.(70.00±17.32)s〕中,NCAHS止血时间均短于CHS(P<0.01)。NCAHS对***和***具有明显的抑制能力,且NCAHS体内外生物相容性良好。结论NCAHS是一种具有优异抗菌性能和止血效果且生物相容性良好的复合海绵,可用于临床推广。

关键词： 镁合金   流变行为   热压缩   热加工图   本构方程  

摘要： 目的以Mg-3Al-3Sn-0.3Mn(ATM3303)合金为研究对象,研究了一种使用少量基础实验数据,获得高精度低成本的热加工图的方法。方法利用少量热压缩实验获取ATM3303合金的真应力-应变曲线,根据应变修正的Arrhenius模型来分段拟合本构方程。根据本构方程可计算更多力学数据,以计算所得数据结合实验数据构建拓展的热加工图;将该拓展热加工图与基于实验数据的普通热加工图进行比较,通过验证实验判别2张热加工图的精度。结果相较于普通热加工图,经本构方程优化的拓展热加工图内,流变失稳区的面积有所减小。普通热加工图内的部分加工失稳窗口,在拓展热加工图内被预测为安全区。热挤压实验证实,ATM3303合金可在该工艺参数窗口下安全加工。在基础实验条件外,本构方程优化的热加工图预测了一个失稳区,实验显示,ATM33303合金在该失稳区进行热挤压会形成粗大晶粒,持续加工可能引发失效。结论经本构方程优化的拓展热加工图可较准确地指导ATM3303合金的热加工,数值计算结合实验是构建高精度低成本热加工图的新方法。

关键词： 稀土镁合金   激光熔覆   复合涂层   结合强度   耐腐蚀性  

摘要： 采用高速激光熔覆技术在Mg-Gd-Y-Zr镁合金表面制备了AlSi12/TiN复合涂层。通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、摩擦磨损实验以及电化学分析测试等方法,研究不同含量陶瓷强化相Ti N涂层的显微结构、熔覆层结合强度、摩擦磨损性能以及耐腐蚀能力。结果表明,复合涂层主要由α-Mg、Mg_(2)Si枝晶、Al_(12)Mg_(17)、Al_(3)Mg_(2)金属间化合物以及Ti N强化相组成。由于存在强化的第二相和细化的晶粒,AlSi12/TiN复合涂层的摩擦系数、维氏硬度及结合强度分别达到0.45、210 HV0.1和40 MPa。此外,与镁合金基体相比,腐蚀电位提高683 m V,自腐蚀电流密度降低了2个数量级。利用激光熔覆技术可在Mg-Gd-Y-Zr镁合金表面制备结合强度高的Al Si12/TiN复合涂层,有合适含量强化相存在的涂层显著提高了基体表面的耐磨损与耐腐蚀性能。

关键词： 镁合金   显微组织演变   力学性能   塑性   变形机理  

摘要： 分析微量锰添加对镁合金显微组织和力学性能的影响。采用电子背散射技术、迹线分析、透射电镜和粘塑性自洽模拟等方法研究变形过程中的塑性变形机理。结果表明:Mn的加入使Mg−Mn合金的平均晶粒尺寸由28.30μm减小到5.10μm;同时,随着Mn含量的增加,样品的断裂伸长率由14.33%提高到20.33%,屈服强度则由84 MPa提高到180 MPa。这种同时提高塑性和强度的原因是基面滑移和非基面滑移之间的临界剪切应力差从173 MPa减小到115 MPa,导致非基面滑移活动明显增加。通过微合金元素调整滑移系统差异为开发具有高强度和延展性的镁合金提供了一种途径。

关键词： 镁合金   时效析出   非周期性结构   准晶   Laves相   HAADF-STEM  

摘要： 时效析出相的结构是主导合金强度提升的关键,因此从原子尺度认识析出相的结构出发,有助于更好地设计新合金.使用球差校正的高角环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)结合选区电子衍射(SAED)技术系统表征了峰时效Mg-Zn(-Al)系合金中的非周期性析出相结构.研究结果表明,Mg-8Zn二元合金等温时效析出的棒状相是由72°菱形和72°等边六边形结构单元在(0001)α面上沿5个方向拼砌形成的,具有带Laves晶体特征的纳米畴结构.Al的添加可以显著改变Mg-Zn合金的时效析出行为,Mg-8Zn-4Al合金中析出了两种非周期性结构:一种是由36°菱形、72°菱形和72°等边六边形等结构单元自适应组装形成的块状析出相,其伪10次轴完全平行于[0001]α方向;还有一种是菱形的三维二十面体准晶相,其5次轴完全平行于[0001]α方向.这些原子尺度的相结构信息不仅可以增进人们对凝聚态物质结构的认识,还可为设计高强度的ZK,AZ系列镁合金提供理论依据.

关键词： AZ31B   镁合金   恒压恒流交互   微弧氧化   组织   性能  

摘要： 为探究恒压与恒流相互叠加模式对AZ31B镁合金微弧氧化膜层组织与性能的影响,利用AZ31B镁合金为基材,在电解液和电参数相同的前提下,采用恒流、恒压、先恒流再恒压、先恒压再恒流4种不同电源工作模式在AZ31B镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜。采用扫描电镜(SEM)、电化学工作站、X射线衍射仪(XRD)、高温摩擦磨损机等检测手段,对AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷膜层进行测试。结果表明:基材经微弧氧化处理后,表面生成微弧氧化陶瓷膜。在先恒流再恒压(0.7 A/6 min+400 V/4 min)电源模式下制备的微弧氧化陶瓷膜的MgO、MgF_(2)以及Mg_(2)SiO_(4)等强化相的峰值比其他模式下制备的膜层高;膜层表面平整,微孔小且分布均匀,致密性较好,膜层与基体紧密结合;相对于其他模式下的膜层,其被磨穿时长最长,材料的耐磨性得到提升;其腐蚀电位相对于基体,从-1.4974 V增加到-1.3769 V,腐蚀速率从0.0091 mm/a降低到0.0020 mm/a,耐腐蚀性显著提升。

关键词： 胫骨平台骨折   载抗生素硫酸钙人工骨   扩创治疗   创面愈合   膝关节功能  

摘要： 目的:观察载抗生素硫酸钙人工骨辅助手术治疗胫骨平台骨折的临床效果。方法:选择平顶山市第二人民医院2021年6月至2023年4月收治的95例胫骨平台骨折手术患者为研究对象,入组患者均并发术后感染,以计算机随机分组法将其分为常规组(47例)和联合组(48例)。常规组实施常规扩创治疗,联合组采用载抗生素硫酸钙人工骨配合治疗,两组均开展为期半年的随访,比较两组炎症介质水平、创面愈合情况、膝关节活动度、膝关节功能恢复情况及术后并发症发生情况。结果:治疗后,联合组C反应蛋白(CRP)、血沉(ESR)均低于常规组(P<0.05);联合组住院时间、创面愈合时间短于常规组(P<0.05);联合组Ⅰ期愈合率为87.50%(42/48),高于常规组的65.96%(31/47)(P<0.05);联合组术后膝关节屈曲角、内旋角、外旋角均高于常规组(P<0.05);联合组随访第3个月、6个月时的膝关节功能Lysholm评分均高于常规组(P<0.05);联合组膝关节IKDC主观症状评分高于常规组(P<0.05);联合组术后并发症发生率为8.33%(4/48),低于常规组的25.53%(12/47)(P<0.05)。结论:载抗生素硫酸钙人工骨辅助胫骨平台骨折手术患者的扩创治疗,能减轻炎症反应,加快患者创面愈合,促进膝关节活动度及功能恢复,降低并发症发生风险。