生物医用多孔钛及钛合金的研究进展

多孔钛和钛合金因具有优异的生物相容性、与人骨力学性能匹配良好、可作为植入物材料的优点,而引起了广泛关注。介绍了医用多孔钛及钛合金的产生背景,综述了近几年国内外对生物医用多孔钛及钛合金的制备方法、微结构特征与性能的关系、表面处理的研究进展,并展望了生物医用多孔材料的发展。     

生物医用钛合金材料发展现状及趋势

钛及钛合金材料因其优良的综合性能,在生物医用材料中占有越来越重要的地位。综述了生物医用钛及钛合金材料发展的3个历史阶段,重点评述了低弹性模量β型钛合金的研发现状,简单介绍了相关钛合金材料制品在医学临床中的实际应用,并分析了近年来表面改性、多孔材料、复合材料等生物医用钛合金材料发展的新趋势。     

医用多孔金属的制备及其生物活化研究进展

医用多孔金属材料,特别是多孔钛及钛合金能够提供与人体骨组织相匹配的力学性能,并促进骨组织长入以提高其与骨的固定度,在人体硬组织修复与替换方面具有广泛的应用前景。重点围绕多孔钛及钛合金的制备方法及适用于其复杂孔隙结构的表面生物活化方法,综述了各种方法在多孔钛及钛合金上的应用现状。目前适用于多孔钛及钛合金制备的技术主要有粉末冶金法、钛纤维烧结法、自蔓延高温合成法、选区电子束熔化技术和选区激光熔化技术,适用于多孔钛及钛合金表面生物活化的技术主要有溶胶凝胶法、仿生矿化法、电化学沉积法和微弧氧化法。多孔钛及钛合金的力学相容性和表面生物活性需要同时满足临床要求,才能进一步扩大其在医学领域的应用范围。     

非传统粉末冶金制备生物医用多孔钛及其性能

以生物医用球形雾化钛粉为原料,碳酸氢铵做造孔剂,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了生物医用多孔钛块体材料。采用XRD、SEM分别对所制备的多孔钛的物相组成、微观形貌进行分析,并研究了多孔钛的力学性能及成骨细胞在其表面的粘附生长情况。结果表明:通过调节造孔剂添加量、控制烧结工艺可制备孔隙率为50.3%～70.5%、孔径为100～300μm的多孔钛,其力学性能(抗压强度为24.40～68.96MPa、弹性模量为1.010～1.287GPa)与人体松质骨相匹配。与SD大鼠成骨细胞的联合培养结果表明,该材料的粗糙表面和多孔结构可粘附生长成骨细胞,具有良好的生物相容性。     

医用钛表面生物活性化研究

钛及钛合金具有优良的生物相容性和机械性能,已应用于临床,尤其是用作骨替换与修复材料.但是,钛属于生物惰性材料,不能与骨组织形成化学键合或称骨键合.通过表面改性可使其在生理环境具有诱导羟基磷灰石在表面自发生长的能力,即生物活性化.这是当今生物医用材料研究的热点领域之一.本文评述了钛表面生物活化的研究现状,简要总结了本课题组在这方面的研究工作.     

泡沫复制法制备多孔钛及表面水热碱处理改性

采用聚氨酯泡沫复制法成功的制备出孔径可控、孔隙率高且三维贯通的多孔钛.采用水热碱处理法对多孔钛进行表面改性,以提高其生物活性.改性后多孔钛的表面形貌发生了改变,呈均匀分布的三维网状微纳米结构.将改性后的多孔钛浸泡在SCPS中检测其矿化能力.研究结果表明,改性后的多孔钛能加速磷灰石的矿化,其中三维网状微纳米结构是加速矿化的主要因素.同时考察了改性后的多孔钛表面大鼠颅盖骨成骨细胞(MC3T3-E1)的黏附铺展情况.细胞培养表明细胞在改性后的多孔钛表面能较好的黏附铺展.上述研究结果表明水热碱处理改性后的多孔钛具有较好的生物活性及生物相容性.     

医用钛表面生物活性化研究

钛及钛合金具有优良的生物相容性和机械性能，已应用于临床．尤其是用作骨替换与修复材料。但是．钛属于生物惰性材料．不能与骨组织形成化学键合或称骨键合。通过表面改性可使其在生理环境具有诱导羟基磷灰石在表面自发生长的能力．即生物活性化。这是当今生物医用材料研究的热点领域之一。本文评述了钛表面生物活化的研究现状．简要总结了本课题组在这方面的研究工作。     

医用钛合金骨移植材料的研究现状

纯钛及钛合金以其优异的生物相容性、抗腐蚀性及与骨相近的弹性模量,在医学领域中获得了越来越广泛的应用.综述了医用钛合金骨移植材料的发展现状,并从抗磨损、耐腐蚀及生物活性3方面阐述了钛及其合金的表面改性技术.     

电子束快速成形技术制备医用金属多孔材料研究进展

介绍了电子束快速成形方法及其在制备生物医用金属多孔材料方面的优势。从电子束快速成形生物多孔材料中的孔结构设计,包括孔结构的力学和生物相容性设计、梯度孔结构设计,个体化金属植入体制备及多孔植入体的表面改性和临床性能评估几个方面阐述了电子束快速成形技术在国内外的研究进展情况。最后简单评述了电子束快速成形技术在制备生物医用材料中存在的不足,并展望了未来的研究趋势。     

增材制造多孔金属生物材料研究综述

增材制造的多孔金属生物材料广泛应用于植入物骨骼等生物医用工业领域,具有很大的发展潜力,目前,对多孔金属生物材料的研究主要聚焦在多孔生物材料的设计、制造与表面处理等方面.对比了不同增材制造技术的特点,并说明了粉床熔融技术最适合多孔金属生物材料的制造.同时,讨论了不同金属生物材料(生物惰性材料与降解材料)制造多孔生物材料的...     

模具表面离子氮化工艺研究

研究了一种利用空气／甲烷混合气体对模具表面进行离子氮化的新工艺,分析了渗层的硬度、组织及物相。结果表明,通过加入甲烷气体,可以实现用空气直接进行离子氮化处理,通过调整甲烷流量,可以获得不同的渗氮硬度和物相。     

碳纤维复合材料T型接头的脱粘损伤监测实验

将压电传感与主动Lamb波监测技术相结合, 研究在静拉伸加载状态下碳纤维复合材料T型接头(T700/BA9916)界面脱粘及扩展过程中的信号特征, 并采用改进后的BP神经网络系统对接头损伤状态进行识别。实验结果表明: T型接头脱粘首先发生在三角填充区, 后向突缘扩展; 接头失效前, 信号能量和最小二乘峰值因子随时间呈线性递减, 能够表征脱粘程度, 利用自适应微粒群算法改进后的网络训练值与实验观测值之间的误差为3.8%~4.7%。     

基于下一代网络的SLEE APIs的研究

对下一代网络业务逻辑执行环境(SLEE)的研究现状作了简要分析，在此基础上给出了业务逻辑执行环境(SLEE)的体系结构。为满足不同层次业务开发者编写业务(或应用)的需要，提出不同抽象粒度的SLEE应用业务编程接口(APIs)的体系框架。最后列举了两个用这些APIs实现的业务的例子。     

复合微孔玻璃膜的研制（Ⅱ）

利用由原硅酸四乙酯的水解缩聚反应制得的溶胶作为涂膜液，在多孔陶瓷基体上通过多次涂膜－干燥－加热过程，最后在盐酸中浸沥，可制成多孔的无机复合玻璃膜．探索了复合玻璃膜的成膜工艺因素涂膜方式和次数，加热和酸浸沥条件对膜性能的影响     

Report on ONR Workshop on Fracture Scaling

The paper reports on the discussions at the ONR Workshop on Fracture Scaling, held at University of Maryland in June 1999, under the chairmanship of Z.P. Baant and Y.D.S. Rajapakse. The workshop dealt with size effects in structural failure and scale bridging in mechanics of materials. The lectures at the Workshop were published in Volume 95 of this Journal. The objective of this paper is to present records and interpretations of the extensive discussions prepared by invited specialists. The records show which are the areas of disagreement among leading researchers and which are those where consensus has been reached.     

制造过程的质量管理探讨（续）

生产过程控制是对“５ＭＩＥ”质量因素的探讨,其控制活动体现在每一个生产工序中。根据ＩＳＯ９００４标准,从生产过程控制的角度,探讨了制造过程的质量管理问题,并重点讨论了关健和特殊工序的控制。     

制造过程的质量管理探讨

生产过程控制是对“５ＭＥ”质量因素的控制,其控制活动体现在每一个生产工序中。     

基于符号学的产品设计研究

主要运用符号学原理来研究产品设计,把各种设计元素看作符号,研究产品符号的价值构成,产品设计的传达过程和编码规则,帮助设计者树立正确的设计价值观,从而更好地处理产品设计中各种设计元素的关系,指导设计活动的顺利进行.     

基于文献反思参与式设计

目的 分析和反思有关参与式设计(PD)理论形成与实践的文献,并解决三个问题,强调“参与”设计的项目中为什么使用已经淡化了“参与”概念的PD;在商业环境中进行PD实践的前提;PD的核心理念是否应当按照某些指标排序。方法 筛选Web of Science数据库中收录的PD相关研究文献,用自然断裂点分级法划分出PD研究的四个阶段,通过CiteSpace 工具筛选各发展阶段中的重要文献,定性分析各阶段的文献。结果 梳理了PD的发展过程和核心理念,得出了PD的本质,分析了PD实践与PD理论间的隔阂,并探讨了PD未来的研究方向。结论 PD本质是文化、政治思想在设计活动中的表达;设计项目中使用PD可能是为了程序正义;“有用”是商业环境中进行PD实践的前提;对PD核心理念的排序是合理且有用的。