宽带激光熔覆混合稀土梯度生物陶瓷涂层及其生物活性

发布时间：2017-07-29 23:14

  本文关键词：宽带激光熔覆混合稀土梯度生物陶瓷涂层及其生物活性

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【摘要】：采用宽带激光梯度熔覆的方法,在钛合金基材上制备添加不同含量Sm2O3+Y2O3的生物活性陶瓷涂层,通过高清数码照相机、X衍射全自动测试仪(XRD)、金相显微镜、显微硬度计、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、酶标仪,研究不同含量Sm2O3+Y2O3对生物活性陶瓷涂层的组织结构与表面生物活性的影响。结果表明:添加0.3 wt.%Sm2O3不变,分别添加0.0wt.%、0.2 wt.%、0.4 wt.%、0.6 wt.%、0.8 wt.%Y2O3的各涂层呈现波纹形貌,颜色呈炭黑色,有一定的瓷釉光泽,呈现较好的表观质量。均有Ca O、Ca Ti O3、Ca5(PO4)3(OH)、Ca3(PO4)2、Ti O相生成。当添加0.3 wt.%Sm2O3和0.4 wt.%Y2O3时的涂层表面存在更多的羟基磷灰石。梯度层结合最紧密。显微硬度值达到最高,合金化层的显微硬度最高值为1572.87HV,陶瓷层的显微硬度最高值为1121.17HV。经模拟体液浸泡14天后,涂层沉积更多均匀分布数量最多、形状规则的生物活性相及Ca-P基化合物。共培养的MG63细胞形貌正常,生物活性最佳,数量最多,成骨细胞转化为骨细胞能力较弱。综合分析,此时的涂层具有最佳的组织结构和生物活性,最适宜细胞繁殖生长。
【关键词】：激光熔覆 生物陶瓷涂层 羟基磷灰石
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 第一章 绪论7-18
• 1.1 前言7-8
• 1.2 生物医用材料8-9
• 1.2.1 生物医用材料的定义8
• 1.2.2 生物医用材料的分类8-9
• 1.3 生物医用金属材料9-12
• 1.3.1 生物医用金属材料研究概况9-10
• 1.3.2 生物医用金属材料的分类10-11
• 1.3.3 生物医用金属材料的优质性能11
• 1.3.4 生物医用金属材料的应用缺点11-12
• 1.4 生物医用钛合金材料12-16
• 1.4.1 生物医用钛合金研究现状12-13
• 1.4.2 新型生物医用钛合金研究和发展13-14
• 1.4.3 生物医用钛合金材料表面改性制备方法14-16
• 1.5 生物活性陶瓷涂层研究现状16
• 1.6 稀土元素在制备生物陶瓷涂层中的作用16-17
• 1.7 本文研究的内容和目的17-18
• 第二章 实验材料与试验方法18-29
• 2.1 宽带激光熔覆制备梯度生物活性陶瓷涂层18-22
• 2.1.1 实验材料18-19
• 2.1.2 实验设备19
• 2.1.3 试验方法19-22
• 2.2 模拟体液SBF浸泡实验22-25
• 2.2.1 模拟体液的配置22-24
• 2.2.2 试样浸泡模拟体液24-25
• 2.2.3 试验组织表征与成分分析25
• 2.3 细胞活性试验测试25-29
• 2.3.1 实验材料与设备25-26
• 2.3.2 细胞活性试验测试方法26-27
• 2.3.3 细胞活性试验测试27-29
• 第三章 混合稀土氧化物对梯度生物陶瓷涂层组织结构及性能的影响29-41
• 3.1 对添加混合稀土氧化物的梯度生物陶瓷涂层的组织结构与成分分析29-34
• 3.1.1 梯度生物陶瓷涂层的宏观形貌29-31
• 3.1.2 梯度生物陶瓷涂层表面的物相成分分析31-32
• 3.1.3 梯度生物陶瓷涂层横截面的显微组织形貌32-34
• 3.2 对添加混合稀土氧化物的梯度生物陶瓷涂层的显微组织硬度分析34-39
• 3.2.1 梯度生物陶瓷涂层横截面的显微组织硬度34-37
• 3.2.2 梯度生物陶瓷涂层横截面的成分分析37-39
• 3.3 本章小结39-41
• 第四章 混合稀土氧化物对梯度生物陶瓷涂层浸泡SBF实验结构表征与成分分析41-45
• 4.1 不同含量的混合稀土氧化物涂层经SBF浸泡14天后的结构表征与成分分析41-43
• 4.2 相同含量的混合稀土氧化物涂层经SBF浸泡不同天后的组织结构表征43-44
• 4.3 本章小结44-45
• 第五章 混合稀土氧化物对梯度生物陶瓷涂层生物学实验的影响45-53
• 5.1 对添加混合稀土氧化物的梯度生物陶瓷涂层的激光共聚焦结果的影响45-47
• 5.2 对添加混合稀土氧化物的梯度生物陶瓷涂层的细胞组织形貌的影响47-50
• 5.3 对添加混合稀土氧化物的梯度生物陶瓷涂层的MTT结果的影响50
• 5.4 对添加混合稀土氧化物的梯度生物陶瓷涂层的碱性磷酸酶结果的影响50-51
• 5.5 本章小结51-53
• 第六章 结论与展望53-56
• 6.1 结论53-55
• 6.2 展望55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-60
• 附录60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 杨晓鸿,王志宏;生物陶瓷种植体研究概述——从致密到多孔[J];大自然探索;1998年03期

2 汪震;刘其斌;肖明;杨邦成;;生物活性稀土梯度涂层在碱液环境中的电极化后处理[J];材料热处理学报;2011年10期

3 张亚平,高家诚,文静,王勇;钛基激光涂覆生物陶瓷涂层的生物相容性[J];中国生物医学工程学报;2002年03期

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本文编号：591529