La_2O_3对激光熔覆生物陶瓷涂层显微组织结构的影响

采用梯度激光熔覆技术在钛合金(TC4)基体表面制备生物陶瓷涂层,研究不同含量稀土氧化物La2O3的加入对生物陶瓷涂层显微组织结构的影响。结果表明,La2O3对合成HA和β-TCP具有明显的催化作用,在生物陶瓷涂层表面形成了白色球形颗粒状的类珊瑚状结构,涂层与基体实现了良好的冶金结合。     

稀土对激光熔覆生物陶瓷涂层性能的影响

采用激光熔覆的工艺方法制备出含稀土的硼CaP陶瓷涂层,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和体外模拟体液(SBF)浸泡实验,对涂层物相组成、组织形貌和生物活性进行了研究。结果表明添加稀土氧化物La2O3之后,羟基磷灰石衍射峰明显上升,晶粒明显细化,涂层表面沉积的类骨磷灰石明显增多,生物活性明显改善。     

焦磷酸盐微晶玻璃对β-磷酸三钙生物陶瓷的抗弯强度及生物活性的影响

通过熔融法制备组成为Na2O-MgO-CaO-P2O5的基础玻璃,在800℃进行热处理,得到主要组成为Na4P2O7和β-Ca2P2O7(β-calcium pyrophosphate,β-DCP)的焦磷酸盐微晶玻璃(pyrophosphate glass,PG).将PG和β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)按质量比为10:90混合,干压成型,烧结制得PG/β-TCP生物陶瓷.采用差热分析、X射线衍射、扫描电镜、能谱、模拟体液浸泡等方法研究了基础玻璃的析晶、PG/β-TCP生物陶瓷材料体系的相组成、力学性能和生物活性.结果表明:PG能有效提高PG/β-TCP陶瓷的抗弯强度,1300℃烧结3h制备的PG/β-TCP陶瓷的弯曲强度与纯β-TCP陶瓷相比,由87.4MPa提高至113.2MPa;同时,PG可有效改善β-TCP基体的生物活性,在模拟体液中浸泡14d后,PG/β-TCP陶瓷表面形成Ca与P摩尔比为1.46的叶状磷灰石.     

两步电化学法制备羟基磷灰石/氧化铝复合生物涂层的研究

研究旨在开发一种可应用于医用金属表面生物学改性的复合生物陶瓷涂层。通过先阳极氧化、再电沉积的两步电化学方法成功制备了羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)／Al2O3复合生物涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)研究了阳极氧化Al2O3(anodic aluminum oxide,AAO)膜的表面形貌与HA／Al2O3复合涂层的表面及截面形貌结构;用X射线衍射仪(XRD)、Fourier变换红外光谱仪(FT-IR)与能谱仪(EDS)表征了复合涂层的物相组成;用等离子原子发射光谱仪(ICP-AES)和粘接拉伸试验分别测定涂层在模拟体液(SBF)中的体外行为和浸渍后涂层间的结合强度,结果表明：所制备的HA含有少量碳酸根,在SBF中呈现优良的稳定性并能诱导新的磷灰石层的形成;HA底部嵌入AAO膜的孔洞中形成互锁界面,经模拟体液处理后两者之间结合强度为3．2MPa。     

β-磷酸三钙-生物活性玻璃-聚乳酸多孔复合材料的降解性能

选用生物相容性好的β-磷酸三钙(β-tricalcium phosphate,β-TCP)、生物活性玻璃(bioglass,BG)及聚乳酸(poly lactic acid,PLA)几种材料进行复合组装,制得了三维多孔结构的骨组织工程支架材料.用模拟体液(simulated body fluid,SBF)进行体外模拟实验.用扫描电镜、X射线衍射、Fourier红外变换光谱及诱导耦合等离子体发射光谱等测试手段,测试分析浸泡不同天数的材料的显微结构、降解性能及反应产物.用Archimedes法和氮气吸附法测定材料的气孔率和比表面积.结果表明,在相同的气孔率条件下,支架材料的降解速率由快到慢依次为:β-TCP/BG/PLA＞β-TCP/BG＞β-TCP.支架材料浸泡在SBF中,表面会生成一层类骨羟基磷灰石层.     

α-磷酸三钙对磷酸镁骨水泥强度与体外降解性能的影响

为探究α-磷酸三钙(α-TCP)对MPC强度和体外降解性能的影响,将α-TCP与MPC复合制得α-TCP/MPC骨水泥样品,然后将样品分别置于去离子水、模拟体液(SBF)及磷酸盐缓冲溶液(PBS)中浸泡不同周期,通过万能实验机、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对α-TCP/MPC骨水泥样品进行测试.结果表明,α-TCP的加入仍可保持MPC优异的力学性能,同时可提高MPC的耐水性,延缓MPC在SBF中的降解速率;SBF浸泡后的α-TCP/MPC样品表面有球状类骨磷灰石生成,表明α-TCP/MPC可能具有良好生物活性.     

钛涂覆多孔羟基磷灰石/氧化铝生物陶瓷涂层的性能研究

通过电泳沉积的方法在生物医用钛基体表面制备羟基磷灰石(HA)/Al/壳聚糖(CS)复合涂层,通过高温烧结分解CS颗粒并制备钛基多孔HA/Al_2O_3复合生物陶瓷涂层。通过粘结-拉伸实验测定涂层与基材的结合强度;XRD和SEM对涂层的物相组成和形貌进行表征;CHI660C电化学工作站测试涂层在模拟体液中的耐蚀性能。研究表明,经过热处理后的涂层为表面可形成平均孔径为5μm的多孔HA/Al_2O_3,涂层厚度可达25μm,涂层中的HA颗粒致密粘连,Al在高温条件下反应成Al_2O_3从而使涂层与基体的结合强度最高可达30.5MPa,涂层的涂覆使Ti金属在人体模拟体液中具有良好的耐腐蚀能力。     

以葡萄糖为造孔剂制备多孔羟基磷灰石涂层

采用电泳沉积方法在钛基材表面制得羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/葡萄糖复合涂层,经烧结处理得到多孔HA涂层。采用红外光谱仪、扫描电镜、X射线衍射和热重分析表征了涂层的组成、表面形貌、物相组成及热稳定性,黏结-拉伸实验测定涂层与基体的结合强度,人体模拟体液(simulated body fluid,SBF)浸泡测定涂层的生物亲合性。结果表明:经700℃烧结处理,复合涂层中的葡萄糖微粒热分解得到多孔HA涂层,孔径为2～20μm,涂层与基体的结合强度可达17.6MPa;在1.5倍SBF(各离子浓度为SBF的1.5倍)中浸泡5d后,多孔HA涂层表面碳磷灰石化,呈现良好的生物亲合性。     

改进中和法制备β-TCP/HA双相生物陶瓷粉末及其结构与性能的研究

以Ca(OH)2-CaCO3-H3PO4为原料,研究出了一种优于传统制备β-TCP/HA双相生物陶瓷的新方法,并制备出组成一定的β-TCP/HA双相磷灰石粉末.分析了β-TCP/HA双相磷灰石粉末的理化性质.     

生物活性陶瓷涂层材料的制备及研究进展

介绍了生物活性陶瓷涂层材料的种类以及制备生物活性陶瓷涂层材料的主要方法:等离子喷涂、溶胶-凝胶法、电沉积和激光熔覆等,并且介绍了各个方法的对生物陶瓷涂层的工艺参数、界面结合等因素进行分析,最后展望了生物陶瓷涂层的发展前景,并提出了生物陶瓷涂层材料今后的研究方向。     

医用Ti合金表面生物玻璃涂层的制备与研究

在医用Ti合金表面涂覆一层生物玻璃涂层可阻止金属离子的溶出并且提高其生物活性。本文采用溶胶-凝胶法在Ti合金基体上制备了SiO2-CaO-MgO-P2O5系生物玻璃涂层。利用差示量热扫描仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、拉伸试验和模拟体液(SBF)浸泡等手段系统研究了涂层的表面形貌、粘附性能及生物活性。结果表明:热处理温度为800℃时涂层与基体间的粘附强度最大,涂层越薄涂层与基体间的粘附强度越大;在模拟体液中浸泡30天后,材料表面生成了大量磷灰石。用溶胶-凝胶法可在Ti合金基体上制备出SiO2-CaO-MgO-P2O5系生物活性高的生物玻璃涂层。     

HA/SiO_2/Fe_2O_3复合涂层的制备及其生物活性

以羟基磷灰石(HA)、壳聚糖(CS)、SiO_2和Fe_2O_3粉体为原料,采用电泳沉积法制备了HA/CS/SiO_2/Fe_2O_3复合涂层,经700℃烧结2 h后得到HA/SiO_2/Fe_2O_3复合涂层。通过FTIR、SEM、EDS、XRD、万能材料试验机、电化学工作站对HA/SiO_2/Fe_2O_3复合涂层进行了性能测试与结构表征,采用自主构建的2-[4-(2-羟乙基)-1-哌嗪基]乙磺酸(HEPES)模拟体液(H-SBF)对复合涂层的体外生物活性进行了评价。结果表明:HA/SiO_2/Fe_2O_3复合涂层与钛基体间的结合强度达31.9 MPa;HA/SiO_2/Fe_2O_3复合涂层在H-SBF中的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为0.276 V和1.113×10-8A/cm~2;该复合涂层粉体对枯草芽孢杆菌的抑菌率达到81.9%。在H-SBF中培养14 d后,复合涂层表面碳磷灰石化。     

紫外辐照诱导等离子体喷涂氧化钛涂层的生物活性

采用大气等离子体喷涂技术在钛合金表面上制备常规和纳米结构TiO2涂层.考察了TiO2涂层经紫外光辐照后浸泡于模拟体液(simulatedbody fluid,SBF)中的生物活性.研究涂层表面状态、紫外光辐照时间和辐照介质对TiO2涂层生物活性的影响.结果表明:经紫外光辐照后的纳米TiO2涂 层在SBF中可诱导类骨磷灰石在其表面形成,显示了良好的生物活性,但常规TiO2涂层和磨去表面的纳米TiO2涂层无此种现象发生.紫外光辐照处 理时间增长有利于类骨磷灰右的生成.在SBF、水、空气中进行紫外光辐照的纳米TiO2涂层表面均有类骨磷灰石生成,但在水中进行紫外光辐照处 理的涂层显示较低的生物活性.     

纯钛表面电沉积羟基磷灰石复合涂层组织及性能

采用水热电沉积法在纯钛基体表面制备前驱体,对其进行碱液处理和真空热处理后得到羟基磷灰石(HA)复合涂层.采用XRD、SEM和激光共聚焦显微镜分析涂层物相结构、组织形貌,利用热震法和模拟体液浸泡法表征涂层结合强度和生物活性.实验结果表明:前驱体主要成分为CaHPO4·2H2O、Ca3(PO4)2和CaTiO3,经室温碱液处理10 h后,涂层物相由Ca10(PO4)6(OH)2(简称:HA)、Ca3(PO4)2和CaTiO3组成,组织形貌由前驱体的块状转变为细针状HA晶体.当温度一定时,涂层厚度在4.5 V电压下达到最大值38μm,热震次数在4 V电压下达到最大值11次;当电压一定时,涂层厚度在40℃和50℃下均为最大值35μm,热震次数在40℃下达到最大值11次.沉积电压为4 V、水浴温度为40℃工艺条件下的涂层经体外生物活性测试表明:HA复合涂层表面可在模拟体液中形成新的HA晶核,并不断长大.     

Au/La_2O_3+Co_3O_4催化剂制备及其对CO催化氧化性能和稳定性的研究

为了能够得到高催化活性、高热稳定性的Au催化剂,本文选择了混合氧化物La_2O_3+Co_3O_4为载体,制备了两种Au/La_2O_3+Co_3O_4催化剂,并考察了此催化剂对CO氧化反应的催化活性及稳定性。实验结果表明:Au/La_2O_3+Co_3O_4催化剂活性好于250℃焙烧的Au/La_2O_3+Co_3O_4(C)催化剂,Au/La_2O_3+Co_3O_4(C)催化剂稳定性好于Au/La_2O_3+Co_3O_4催化剂。     

多孔钛支架表面羟基磷灰石的仿生生长

以纯钛粉为原料,采用选区激光烧结(SLS)技术制备不同孔隙率仿生人工骨试样。测试烧结试样表面抗压强度,将试样表面处理后,在4倍模拟体液(SBF)中浸泡,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱分析表面涂层的物相组成,观察多孔试样的表面、纵切面及孔内涂层形貌,计算表面涂层的钙磷比。讨论了激光扫描速率和扫描间距对试样孔隙率的影响。结果表明:SLS可以获得内部连通微孔结构的试样。经过4倍模拟体液中浸泡8 d,在2组试样外表面及孔内均产生类骨磷灰石涂层,实现了HA钙磷涂层的三维生长。孔隙率较高的试样抗压强度为117 MPa,其表面诱导羟基磷灰石沉积的能力更强,且表面涂层的钙磷比与自然骨更接近,涂层的综合性能更好。     

添加剂在镁铝尖晶石原料合成中的作用

综述了稀土氧化物(Y_2O_3、La_2O_3、Nd_2O_3和CeO_2等)、氟化物(CaF_2、MgF_2、AlF_3)、其他氧化物(ZnO、TiO_2和SnO_2等)以及复合添加剂(B_2O_3+TiO_2及B_2O_3+氟化物)等在镁铝尖晶石原料合成中的作用。引入合适的稀土氧化物可形成液相,促进镁铝尖晶石在较低温度下形成和结晶;氟化物中的F-掺入晶格中取代O2-,增大了阳离子空位浓度,增强了阳离子的扩散,促进尖晶石的形成;合适的复合添加剂也可促进镁铝尖晶石的合成。但添加剂对镁铝尖晶石合成过程中化学反应热力学和动力学的影响,对不同化学计量的镁铝尖晶石晶体结构、晶格常数和晶粒度大小等的影响,以及高温不同气氛下添加剂对镁铝尖晶石化学稳定性、致密度等的影响还需进一步深入系统研究。     

纳米羟基磷灰石/聚氨酯支架材料体外的生物活性和降解性

采用纳米羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)粉体与聚氨酯(polyurethane,PU)复合,制备了多孔HA/PU支架材料,通过模拟体液(simulated bodyfluid,SBF)浸泡试验评估支架材料的降解性和生物活性.用等离子体原子发射光谱仪测定了浸提液中钙离子浓度变化,评估钙离子在支架材料表面的沉积;用电子天平测定了支架材料浸泡前后的质量损失,分析材料的降解性.用X射线衍射、红外光谱分析支架材料浸泡前后结构组成变化,并用扫描电镜观察其表面形貌特征.结果表明:HA/PU支架材料在SBF中,随浸泡时间的延长,材料均有不同程度的降解,PU的降解主要来自于水解.随着PU的降解,表面HA含量增加、溶液中的Ca,P离子过饱和,并与水解的基团成核,在支架材料表面形成一层结晶性较差的钙磷层,使得复合支架随着浸泡时间的延长而表现出最佳的体外生物活性.     

羟基磷灰石/TiO_2复合涂层在模拟脑脊液中生物相容性(英文)

应用阳极氧化法在Ti-6Al-4V钛合金(TC4)表面制备了多孔TiO2涂层,在TiO2涂层表面电沉积制备了羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/TiO2复合涂层,用实验用人工脑脊液(artificial cerebrospinal fluid,ACSF)体液模拟人体的脑脊液,以TC4和TiO2涂层为对比,研究了HA/TiO2涂层在浸泡过程中发生的物理化学变化,考察了HA/TiO2复合涂层抑制钛合金中元素Al和V的析出情况。结果表明:3种样品随浸泡时间的延长遵循的生长规律为:HA成核→HA晶粒长大→HA晶粒相互团簇形成一体→涂层逐渐扩大覆盖到整个基体表面;TC4,TiO2以及HA/TiO2涂层在ACSF中都能够诱导HA的生成,表现出了良好的生物活性。检测浸泡后溶液中Al和V的浓度可知,阳极氧化法制备的TiO2涂层对于Al,V元素的析出起到了一定的抑制作用,能够进一步提高钛合金的生物相容性。     

高稀土氧化物渣系熔化温度的测定

稀土钕铁硼、稀土储氢合金、镍氢电池电极等稀土废料经选择性氧化还原-渣金熔分处理后,其中的稀土以氧化物形态富集在熔分渣中,采用半球法对熔渣体系的熔化温度进行研究,以得到稀土氧化物含量高、熔化温度适宜的熔渣体系.结果表明,REO-SiO_2-Al_2O_3-FeO-B_2O_3渣系的熔化温度随REO含量降低、FeO含量增加而降低;REO-SiO_2-Al_2O_3-MnO渣系的熔化温度随REO含量降低而降低,60%(Pr,Nd)Ox-19.3%SiO_2-9.7%Al_2O_3-7%FeO-4%B_2O_3和55%(La,Ce)Ox-25.3%SiO_2-12.7%Al_2O_3-7%MnO渣系稀土氧化物含量高(适中)、熔化温度适宜,是最优的熔渣配比,可分别作为从钕铁硼废料和稀土储氢合金、镍氢电池电极废料中提取稀土的基础渣系.