从临床观点探讨人工骨材料研究

综述近年来长骨缺损修复方法以及人工骨替代材料的发展和临床应用，由于长骨结构，功能，营养，代谢以及生物力学的特殊性，要求人工骨替代材料不仅具有良好的生物力学性能，与受体骨有良好的生物相容性，还要求材料可梯度降解，可快速血管化等。目前的人工骨替代材料不能满足临床要求。     

组织工程材料的大段骨快速成形制造

组织工程材料的大段骨快速成形制造的要点在于采用骨组织工程材料,根据病人CT数据重构的骨结构三维功能梯度模型,通过数字喷射快速成形技术完成骨组织框架结构制造和生长因子复合,通过动物实验进入人体实验阶段。项目目标为修复人体大段骨缺损。 为了实现用户化的大段骨制造和孔隙结构的仿生设计,项目首先结合骨解剖学CT图像的特点,开发了适合骨CT图象数据的三维几何重构软件,并在孔隙率梯度,预处理等五个方面具有特色。     

胶原作为骨修复材料的研究进展

胶原作为生物材料具有其独特的功能,已越来越多地应用于临床,特别是在骨修复中的应用越来越引起人们的重视。概要地介绍了胶原促进骨形成的机制,并对胶原用作引导再生材料、骨组织工程的基质材料、骨生长因子的载体材料和羟基磷灰石颗粒的粘结材料等的应用原理和现状作了系统介绍,指出了胶原作为骨修复材料的广泛应用前景。     

FeAl(Si)多孔材料的制备及高温力学性能

研究以Fe、Al、Si元素粉末为原料,采用粉末冶金法,通过偏扩散/反应烧结制备FeAl(Si)多孔材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、多孔性能测试和高温拉伸实验等分析测试手段,研究FeAl(Si)多孔材料在烧结过程中的孔结构演变、显微组织形貌和高温力学性能。结果表明,在烧结过程中,随温度升高,孔隙数量增多,孔径增大,经1 120℃保温2 h后得到了具有孔结构丰富,孔隙均匀分布,单一FeAl(Si)相的多孔材料,该材料孔隙度为51.0%,最大孔径为27.3μm,透气度为373.7 m~3/(h·kPa·m~2)。随温度由室温升高,FeAl(Si)多孔材料的抗拉强度先升高后降低,500℃时,FeAl(Si)多孔材料表现出最大的抗拉强度15.24 MPa,温度进一步升高,抗拉强度急剧下降。低温下FeAl(Si)多孔材料表现为脆性断裂,高温下呈现出一定的塑性断裂特征。     

仿生功能化骨修复材料研究

由肿瘤、炎症及各类创伤而导致的骨组织坏死、病变、缺失及骨折是临床多发病症,自体骨移植虽然是临床治疗的“金标准”,但由于供体受限而很难满足需求。通过对天然骨本身的成分、结构特性及矿化过程的模仿,应用先进材料制备技术,特别是纳米技术,对材料的组成、结构进行设计与凋控,获得仿生型骨修复材料或者对传统材料进行仿生功能化修饰,以满足临床对痫损或缺失的骨组织进行有效修复和功能重建具有重要意义。阐述了仿生功能化骨修复材料的相关研究,主要包括类骨钙磷纳米矿物的合成,有机分子摸板对纳米矿物尺寸和形貌的调控,以及仿生多孔结构支架的构建等。     

多巴胺对骨修复材料表面改性的研究进展

随着骨缺损病患的日益增多,对骨修复材料的要求越来越高,寻求有效的方法使骨修复材料实现功能化,以改善材料与骨组织之间的相互作用及促进骨组织快速修复成了关键所在。海洋生物贻贝分泌的粘附蛋白在水环境中展现出超强粘附性能,能牢固附着于各种材料表面。受粘附蛋白启发,研究发现多巴胺(Dopamine,DA)具有与贻贝粘附蛋白类似的结构和性能,其具有超强粘附性、化学反应活性以及生物相容性;特别是其对骨细胞有优异的粘附、增殖效果,有望用于骨修复材料的表面改性。着重介绍了DA的主要性能以及其在骨修复材料表面改性方面的研究进展。     

聚合物基骨修复材料的研究进展

指出了聚合物基骨修复材料存在的问题，介绍了近几年来国内外的专家们所做的针对该材料缺点方面的改性工作。主要分为聚合物与有机和无机物的杂化，复合，聚合物与生物活性因子的复合，以及聚合过程或方式的优化。最后指出了骨修复材料的发展方向。     

聚合物基骨修复材料的研究进展

指出了聚合物基骨修复材料存在的问题,介绍了近几年来国内外的专家们所做的针对该材料缺点方面的改性工作.主要分为聚合物与有机和无机物的杂化,复合,聚合物与生物活性因子的复合,以及聚合过程或方式的优化.最后指出了骨修复材料的发展方向.     

环氧泡沫材料的力学性能及微观结构

采用空心微珠法和化学发泡法制备了环氧泡沫材料,对不同微珠、气泡含量的试样进行了力学性能测试,利用扫描电子显微镜分析了微观结构。结果表明:在孔隙率相同的情况下,两种方法制备材料的抗拉强度相当,化学发泡法制备的材料抗压强度较低;弹性模量随空心微珠含量的升高而增大,随气泡含量的升高而减小;泊松比随孔隙率的增加而减小;空心微珠含量较高时,存在微珠团聚现象;材料内的气泡为较规则的圆形闭孔结构,气泡大小不均匀。     

基于人工材料的结构拓扑渐进优化设计

首先,提出了一种在结构边界和孔洞周围附加人工材料的思路。在此基础上,结合ESO方法和应力灵敏度,建立了结构有限单元增、删的准则, 给出了一种新的拓扑优化算法。算例表明该方法能采用固定有限元网格中不同的初始优化结构就可获得优化拓扑。由于其概念上的简洁性和应用上的有效性,该方法具有一定的工程应用价值。     

壳聚糖类复合材料应用于骨修复的研究进展

壳聚糖是天然多糖类高分子化合物甲壳素的脱乙酰产物,具有良好的生物相容性、可降解性和生物活性,可作为骨修复材料,并可应用于骨组织工程材料中的三维生长支架,作为种子细胞或活性生长因子的生物载体材料.综述了壳聚糖类复合材料在骨填充修复材料、骨组织工程和软骨组织工程方面应用的状况及前景.     

用于制备泡沫金属的发泡剂的种类及特性

利用发泡剂产气使得金属熔体泡沫化是制备泡沫金属的方法之一.发泡剂的产气特性是决定金属熔体泡沫化进程的重要因素.介绍了两类发泡剂:以氢化钛为代表的金属氢化物和以碳酸钙为代表的碳酸盐.总结和分析了各种发泡剂的产气原理、在不同气氛下的产气特性、发泡剂的预处理对金属熔体泡沫化的影响及不同发泡剂的优缺点和使用的范围.     

高性能氯化丁基橡胶复合阻尼材料的制备技术及力学阻尼性能研究

采用机械共混改性方法制备了高性能氯化丁基橡胶(CIIR)/四[甲基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯(AO-60)/酚醛树脂(PF)复合减振材料。研究了硫化体系、混炼温度和酚醛树脂用量等对复合减振材料力学阻尼性能的影响。结果表明:在CIIR/AO-60复合材料体系中,采用氧化锌硫化体系制备的减振材料的力学阻尼性能较佳;在混炼条件110℃×30min下制备的复合减振材料的综合阻尼性能和相态结构分布都优于常温下制得的阻尼材料;在CIIR/AO-60材料体系中,随着PF用量的增加,复合减振材料的力学性能、贮能模量和损耗模量都得到提高,复合减振材料的动态力学性能曲线向高温方向移动,材料体系的最大损耗因子值有一定的降低;当PF用量为5份时,所制备的高性能氯化丁基橡胶复合减振材料具有更好的综合力学阻尼性能。     

Mo-Si-B系材料的性能及制备

综述了Mo-Si-B系材料的研究进展.主要就材料在各种环境中的氧化性能、单相和多相材料的力学性能、材料的电学性能和热学性能等方面的研究进展进行了介绍.通过无压烧结方法,在1 600℃合成了7种不同原料配比的Mo-Si-B系材料.用X射线衍射仪分析了材料的物相组成,确定了最佳的B与Si的原子比为0.865.但是无压烧结法得到的材料致密度不够,还需要对合成工艺作进一步的研究.     

骨组织工程支架材料及其力学性能

骨组织工程的研究是组织工程最为活跃的领域之一,如何制备理想的骨支架材料是当前的一个研究热点.通过人们的努力,目前已有多种骨组织工程支架材料问世.综述了各类骨组织工程支架材料的优缺点,对比了它们的力学性能,并对骨组织工程的前景进行了展望.     

Hydrogen-Diffusion Mechanical Treatment of Structural Materials

Materials Science - We consider a new approach to the solution of the problems of elevation of the wear resistance of cutting tools and enhancement the serviceability of structural materials. It is...     

1,8-萘酰亚胺类聚合荧光材料的合成及光学性能

以-4溴-1,8-萘二甲酸酐、二乙烯三胺（DETA）及三聚氯氰（CNC）为原料,经酰胺化、亲核取代反应合成了一种荧光单体,通过傅里叶变换红外光谱对其进行结构表征,并使其与丙烯酰胺按照一定比例聚合,得到一种能溶于水的聚合荧光材料。考察了荧光单体及聚合物的紫外可见吸收和荧光光谱,研究表明,聚合物的Δσ（3964 cm-1）...