水基高固相含量β-磷酸三钙浆料的制备及其流变性研究

为了制备出高固相体积含量、分散性好的β-TCP陶瓷浆料,本文系统地研究了影响β-TCP浆料流变性的因素如浆料的pH值、分散剂的用量、固相含量、球磨时间等.实验表明,当pH值=9时,加入2%(体积分数)左右的分散剂,球磨8h,能够制备出满足凝胶注模成型工艺的高固相含量、低粘度β-TCP/BG陶瓷浆料.     

可控孔隙结构三维多孔β-磷酸三钙支架的制备与表征

采用快速原型技术构造了3种不同形貌的高分子多孔模板,然后通过浆料灌注和凝胶注模原位凝固技术制备出以β-磷酸三钙为主要成分的三维多孔支架,实现了对骨组织工程支架孔结构的控制。采用微计算机断层扫描技术,在不破坏样品的情况下,精确地对支架的孔隙结构进行了观察和表征,并对支架的物相组成、显微形貌以及抗压强度进行了分析和测试。采用高分子模板制备的规则孔结构支架,大孔隙相互连通构成三维连通结构,并且具有大孔-微孔多级孔结构,抗压强度可达2MPa以上,大孔孔隙率为50%以上。结果表明,通过快速原型技术制备的连通多孔高分子模板,结合原位凝固成型技术,可以制备出孔径和结构可控、孔隙完全连通的β-磷酸三钙支架。     

亚微米A12O3浆料的流变性优化研究

研究了多种高聚物类分散剂对亚微米氧化铝浆料流变性的影响,通过优化pH值、分散剂用量等因素,使颗粒间排斥力达到最大,获得了固含量高达58vol％的适合浇注的Al_2O_3浆料.以该浆料为原料,采用凝胶浇注的方法成型氧化铝陶瓷,获得了显微结构极其均匀的素坯,经1600℃烧结2h,烧结体的相对密度>98％.     

β-TCP对玻璃基骨水泥显微结构的影响

以生物活性玻璃粉末SiO2-CaO-P2O5系统玻璃、β-TCP和磷酸铵调和液均匀混合制得多孔玻璃基骨水泥,利用XRD、FTIR和SEM对多孔骨水泥的晶相、化学组成和显微结构进行了观察和分析,并对其显气孔率进行了测试.实验结果表明,随着浸泡时间的增加,β-TCP促进了HAP晶体的生成和完善,HAP晶体呈短柱状,交织分布于玻璃颗粒间隙,尺寸大约为200nm.对试样显气孔率测试结果表明,β-TCP的降解显著增加了骨水泥的显气孔率,并且随着β-TCP含量的增加而增加.     

AlOOH对Al2O3直接凝固注模成型的动电特性、流变性及凝固过程的影响

直接凝固注模成型（ＤＣＣ）是一种新的近净尺寸的陶瓷成型技术，但湿坯强度较低（与注凝成型和注射成型相比），为了提高Ａｌ２Ｏ３直接凝固成型后的坯体强度，在Ａｌ２Ｏ３－ＤＣＣ过程中ＡｌＯＯＨ，本文系统考察了Ａｌ２Ｏ３＋ＡｌＯＯＨ体系的电动特性、流变性及凝固过程，重点讨论了ＡｌＯＯＨ加入对体系凝固行为，如活性酶添加量、固化过程动力学的影响。     

β-磷酸三钙/壳聚糖复合支架的制备及其对成骨细胞生长的影响

采用冷冻萃取和冷冻凝胶法制备了β-磷酸三钙/壳聚糖(-βTCP/CS)复合支架,并采用SEM、XRD、FTIR和万能材料试验机对其性能进行表征。研究结果表明,复合支架的孔隙率85%,且随-βTCP含量的增加而减小。力学性能的测试结果显示,当壳聚糖含量为30%时,复合支架的抗压强度最大(1.73MPa)。同时SEM结果表明壳聚糖与-βTCP的比值为30∶70时,复合支架的孔径在200～500μm之间。将成骨细胞MC-3T3-E1接种于-βTCP/CS复合支架上,培养7d后,发现细胞在-βTCP/CS复合支架上能够很好地粘附、生长和分化,即所制备的复合支架具有良好的细胞相容性。     

中间相碳微球(MCMB)素坯制备过程的研究

以Tween 80为分散剂,分别以丙烯酰胺和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为单体和交联剂,制备中间相碳微球(MCMB)浆料,采用凝胶注模工艺,制得高质量的素坯.研究了制备过程中的分散剂用量、成型温度的控制问题,并在理论上对这两个关键操作步骤进行简要的分析.     

碳酸氢氨制孔制备聚乳酸(PLLA)/β磷酸三钙(β-TCP)复合骨修复多孔支架材料

采用混合溶剂(氯仿,丙酮)溶解后的聚乳酸(PLLA)与β磷酸三钙(β-TCP)、制孔剂碳酸氢氨(NH4HCO3)复合,冷冻干燥成型制备聚乳酸/β磷酸三钙多孔复合支架材料.正交实验结果表明,适当比例的混合溶剂在-10℃间体积收缩干燥制备的材料具有良好的成型性能和力学强度,碳酸氢氨(粒径200～400μm)质量比为30%(wt),PLLA/β-TCP质量比为1:1时,制备的支架材料抗压强度5.6MPa,孔隙率66.3%,孔径200～400μm.得到理想的复合骨修复多孔支架材料.     

叔丁醇-水基凝胶注模工艺因素研究

以叔丁醇-水混合介质为溶剂,丙烯酰胺(acrylamide, AM)为单体进行凝胶注模成型,研究了叔丁醇含量、反应温度、引发剂和催化剂加入量等参数对凝胶时间与胶体形态的影响。结果发现,凝胶时间随叔丁醇用量的增加而增加,但随反应温度的提高显著下降;随引发剂含量的增加,凝胶时间先快速降低至一定水平后保持较为稳定的状态,继续增加引发剂用量,凝胶时间基本呈线性增加;随催化剂用量的增加,凝胶时间持续减少,在催化剂加入量较低时凝胶时间变化显著。在反应温度25℃、叔丁醇含量30%(体积分数)、引发剂2.5%(质量分数)、催化剂0.1%(质量分数)时,凝胶时间为25 min,凝胶时间适宜,所得样品表面质量良好,干燥收缩率较低,能够满足实际需要。     

氧化铝基陶瓷凝胶注模成型工艺的研究——(I)悬浮体的制备及流变特性

本文研究了单相α－Ａｌ２Ｏ３及ＺｒＯ２（３Ｙ）－Ａｌ２Ｏ３复相陶瓷的凝胶注模成型工艺,着重研究了低粘度高固相体积分数浓悬浮体的制备及其固化。在碱性条件下,用自制的分散剂ＭＮ制备出固相含量高达６５ｖｏｌ％、粘度为２６７ｍＰａ．ｓ的α－Ａｌ２Ｏ３浓悬浮体,以及低粘度下固相含量达５５ｖｏｌ％的１０ｖｏｌ％ＺｒＯ２（３Ｙ）－Ａｌ２Ｏ３复相陶瓷浓悬浮体。并研究了凝胶注模奄型坯体的性能。     

硬脂酸改性β-磷酸三钙及其复合材料机械性能研究

为了提高β-磷酸三钙(β-TCP)复合材料的机械性能,采用硬脂酸(C17H25COOH)对β-TCP表面进行改性处理,研究了β-TCP与C17H25COOH的界面作用机理.利用透射电镜、傅里叶红外光谱、热重分析等技术分别对改性前后β-TCP的颗粒形貌、组分和表面—OH基团进行了表征,研究了改性β-TCP/聚左旋乳酸(PLLA)复合材料的机械性能,并利用扫描电镜观察了复合材料断面形貌.研究表明:硬脂酸包覆在β-TCP表面,改性后β-TCP粉末具有一定的疏水性,硬脂酸的H+可以与β-TCP中的PO43-的一个O发生质子化反应形成—OH.改性β-TCP/PLLA复合材料的机械性能相比改性前有明显提高,改性后的β-TCP微粒在PLLA中分散均匀,两者结合紧密.     

包覆和凝胶注模成型对氮化硅陶瓷性能的影响

利用含 Al (NO3) 3,Y (NO3) 3和尿素的水溶液中无机盐的沉淀再经煅烧在 Si3N4粉料的表面包覆 Y2 O3- Al2 O3层 ,作为氮化硅烧结的助烧剂。包覆层改变了 Si3N4粉料的电动性和胶态特性 ,从而提高了 Si3N4的分散性。研究表明 ,经包覆和凝胶注模成型的方法所制备的氮化硅烧结体较冷等静压方法所获得的烧结体的抗弯强度和 Weibull模数都大大提高     

微球法制备聚乳酸／β-磷酸三钙组织工程支架的研究

本文采用一种新颖的微球法制备了聚乳酸/β-磷酸三钙组织工程支架。并通过孔隙率的测定、电镜及抗压模量的测试来研究β-磷酸三钙的加入量以及搅拌时间对多孔支架的结构以及力学性能的影响。研究发现，对于同一组分的材料随着搅拌时间的增长，多孔支架的孔隙率有增大的趋势，同时多孔支架的抗压模量不断增大。随着β-磷酸三钙加入量的增加，多孔支架的孔隙率有先增大后减小的趋势。当在2g聚乳酸中加入0．2gβ-磷酸三钙时孔隙率达最大。加入β-磷酸三钙后的多孔支架都不同程度比同样条件下纯聚乳酸多孔支架的抗压模量有所降低，但当加入0．2gβ-磷酸三钙后，以300转/分钟的速度搅拌2h时，所制得的多孔支架的抗压模量与纯聚乳酸多孔支架的抗压模量基本相当。在2g聚乳酸中加入0．2gβ-磷酸三钙，以300转/分钟的速度搅拌2h时，材料具有较高的孔隙率（55．5％），同时也具有较高的抗压模量275MPa，是较好的反应条件。     

微球法制备聚乳酸/β-磷酸三钙组织T程支架的研究

本文采用一种新颖的微球法制备了聚乳酸/β-磷酸三钙组织工程支架.并通过孔隙率的测定、电镜及抗压模量的测试来研究β-磷酸三钙的加入量以及搅拌时间对多孔支架的结构以及力学性能的影响.研究发现,对于同一组分的材料随着搅拌时间的增长,多孔支架的孔隙率有增大的趋势,同时多孔支架的抗压模量不断增大.随着β-磷酸三钙加入量的增加,多孔支架的孔隙率有先增大后减小的趋势.当在2 g聚乳酸中加入0.2 g β-磷酸三钙时孔隙率达最大.加入β-磷酸三钙后的多孔支架都不同程度比同样条件下纯聚乳酸多孔支架的抗压模量有所降低,但当加入0.2 g β-磷酸三钙后,以300转/分钟的速度搅拌2 h时,所制得的多孔支架的抗压模量与纯聚乳酸多孔支架的抗压模量基本相当.在2 g聚乳酸中加入0.2 g β-磷酸三钙,以300转/分钟的速度搅拌2 h时,材料具有较高的孔隙率(55.5%),同时也具有较高的抗压模量275 MPa,是较好的反应条件.     

凝胶注模成型生坯强度影响因素的研究

凝胶注模成型优于传统陶瓷成型技术的一个显著特点是坯体具有足够的机加工强度,此强度的大小与单体聚合所成聚合物的聚合度和交联度有很大关系.本实验从自由基聚合角度分析了丙烯酰胺体系注凝成型氧化铝过程中,有机单体、交联剂、引发剂、催化剂、固相含量以及添加剂聚乙二醇的加入量等固化过程的内部因素对坯体强度的影响.结果表明：在注凝成型体系中,这些物质的相对含量对所成生坯的强度有很大影响,在最佳工艺条件下,氧化铝生坯强度可达到32MPa,完全可以满足机加工要求.     

直接凝固注模成型SiC陶瓷——浆料凝固过程的研究

直接凝固注模成型是一种新的（准）净尺寸成型陶瓷部件的方法，本文主要研究了此方法的关键步骤一浆料凝固过程，高固相含量（＞５５ｖｏｌ％）浆料从可浇注的低粘度状态转变为有一定强度的凝固态（坯体）主要有两种方法，即增加浆料中的电解质浓度和移动浆料的ｐＨ值至等电点。     

医用β—磷酸三钙生物降低解材料的研究

β－磷酸三钙陶瓷人工骨是新近发展的骨移植替代材料,其成分与骨矿组成类似,生物学相容性好,在生理环境下能发生不同程度的降解,被组织吸收,为生物降解材料。本文介绍国内外有关磷酸三钙陶瓷工人骨材料的研究现状,包括材料的制备、结构和理化性能、生物相容性和生物降解性、实验及临床应用情况及其复合人工骨的研究。     

磷灰石-硅灰石/β-磷酸三钙复合多孔支架材料的制备和表征

以磷灰石-硅灰石玻璃陶瓷(AW)粉和β-磷酸三钙(β-TCP)粉为原料. 以硬脂酸为致孔剂. 经模压成型、1170℃烧结制备磷灰石-硅灰石/β-磷酸三钙复合多孔支架材料(AW/βTCP). 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、诱导耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等方法分析支架的晶相组成、显微结构、物理性能、生物活性和降解性. 将大鼠骨髓间充质干细胞(rMSCs)与支架体外复合培养评价支架的生物相容性. 结果表明: 所制备的AW/β-TCP支架材料的抗压强度达14.3MPa. 孔隙率达66.9%. 孔径为100～700μm. 具有良好的生物相容性、生物活性和降解性. 可作为骨组织工程支架的候选材料.     

凝胶注模成型生坯强度影响因素的研究

凝胶注模成型优于传统陶瓷成型技术的一个显著特点是坯体具有足够的机加工强度,此强度的大小与单体聚合所成聚合物的聚合度和交联度有很大关系。本实验从自由基聚合角度分析了丙烯酰胺体系注凝成型碳化硼一氧化铝过程中,有机单体、交联剂、引发剂、催化剂及固相含量的内部因素对坯体强度的。影响。结果表明：在注凝成型体系中,这些物质的相对含量对所成生坯的强度有很大影响,在最佳工艺条件下,碳化硼一氧化铝生坯强度可达到32MPa,完全可以满足机加工要求。