丁国军
,
余献忠
,
杨贤燕
,
陈晓怡
,
王冶根
,
骆旭康
,
苟中入
材料科学与工程学报
本文研究了硼掺杂58S生物玻璃(58S-B)低温助烧结45S5生物玻璃块体材料.实验将45S5超细颗粒加入到制备58S-B的溶胶中,按常规溶胶-凝胶制备粉体的步骤制备出45S5/58S-B复合粉体,并同步制备58S-B粉体,然后再考察不同烧结温度对复合粉体制备块体材料的烧结性能和力学强度的影响规律,并运用TRIS缓冲溶液浸泡实验分析块体材料的降解性.结果显示,45S5与58S-B两相颗粒混合均匀,850℃烧结后的低、高孔隙率45S5/58S-B块体材料的抗压强度(40.2MPa;8.3MPa)均显著优于相同温度处理后的低、高孔隙率纯45S5玻璃陶瓷(14.9MPa;2.8MPa);同时,较低的烧结温度(850～900℃)极为有利于45S5/58S-B多孔材料在TRIS缓冲液浸泡中沉积类骨羟基磷灰石(HA)和生物活性离子释放.以上研究结果解决了长期以来困扰45S5生物玻璃低温烧结性能差、极为易脆等关键问题,为45S5等熔融法制备的生物活性玻璃多孔块体材料在临床齿骨及骨损伤修复和骨组织工程中的应用提供了新的技术方案.
关键词:
45S5
,
硼掺杂58S
,
低温共烧结
,
力学性能
,
多孔材料
杨永祝
,
张雷
,
杨国敬
,
高长有
,
苟中入
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13501
利用硅灰石(CaSiO3)和β-磷酸三钙(β-TCP)在骨损伤环境中降解速率存在显著性差异的基本特性，以海藻多糖凝胶球为模板，运用层-层包裹方法构建CaSiO3、β-TCP交替包裹的多壳层化中空微球。首先，将海藻酸钠与硅酸钠的混合水溶胶逐滴加入到温和搅拌的硝酸钙水溶液中，形成由水合硅酸钙盐为壳层的海藻多糖基复合微球，然后将该复合微球依次浸入到含β-TCP的海藻酸钠溶液和含CaSiO3的海藻酸钠溶液中，温和搅拌后将微球悬浮液分离，再经真空冷冻干燥和850℃煅烧处理，从而获得以CaSiO3为最内壳层并具有双壳层或三壳层的中空微球。按类似步骤也可以制备以β-TCP为最内壳层的多壳层中空微球。运用SEM、EDX、XRD和FTIR对该类微球的微结构和组成进行了分析。运用弱酸性Tris缓冲液(pH=5.2)对双壳层中空微球的降解。实验证明，缓冲液中硅、磷浓度变化特征与其外壳层、内壳层化学组成(即β-TCP或 CaSiO3)密切相关。本研究结果对构建降解速率阶段可调的复合陶瓷多孔生物材料以及研究原位骨再生效率与孔道网络演化规律之间关系等具有重要学术价值。
关键词:
降解性可调
,
多壳层化中空微球
,
硅灰石
,
β-磷酸三钙
,
生物活性陶瓷
李至成
,
陈晓怡
,
杨贤燕
,
苟中入
材料科学与工程学报
本文系统研究了两步pH调节B型明胶水溶胶合成磷酸钙纳米晶多孔微球.实验采用了“两步pH调节法”对80℃明胶—磷酸钠水溶胶的pH进行预调节:用酸对水溶胶的pH值从5.6调节到3.0,再用碱调节到4.0,然后向水溶胶中滴加钙盐溶液合成磷酸钙.研究中也按常规的一步pH调节方式用酸将水溶胶的pH值从5.6调节到4.0,然后合成磷酸钙作为对照实验.结果表明,两步pH调节法使得磷酸钙纳米晶发生有序自组装形成多孔性微球,而一步pH调节法则出现纳米晶无序聚集和生长.同时,按上述两步pH调节法还可以制备微量元素锶掺杂的多孔性微球.以上研究结果对于仿生溶液介质pH预调节方法影响磷酸钙纳米晶聚集、生长具有重要启示,同时这种多孔性磷酸钙微球在骨修复、缓释给药、细胞支架以及生物分离等方面都具有潜在应用价值.
关键词:
多孔微球
,
磷酸钙
,
两步pH调节法
,
自组装
,
明胶
苟中入
,
常江
,
翟万银
,
林开利
,
曾毅
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2005.04.024
对溶胶-凝胶法合成的硅酸二钙粉体通过冷等静压成型,在1450℃下无压烧结,制备出高纯度的γ-硅酸二钙(γ-Ca2SiO4)陶瓷,并对γ-Ca2SiO4陶瓷的体外(in vitro)生物活性和细胞毒性进行了研究.实验结果表明,该陶瓷具有优良的生物活性,在模拟体液(SBF)中浸泡72h后陶瓷表面沉积类骨碳酸羟基磷灰石层(CHA);材料溶解释放的钙、硅离子对成纤维细胞无毒副作用,在适当浓度下还能促进细胞增殖;该陶瓷还能支持骨髓间质干细胞(BMSCs)的贴壁、黏附和铺展.因此,γ-Ca2SiO4陶瓷是一种生物活性优良和无细胞毒性的新型生物活性陶瓷材料.
关键词:
硅酸二钙
,
生物活性
,
碳酸羟基磷灰石
,
细胞毒性
,
生物活性陶瓷
张立岩
,
金掌
,
甘维
,
杨贤燕
,
柳丽敏
,
何冬霜
,
苟中入
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2016.06.008
本文研究了锶、锌共掺杂磷酸八钙多孔微球(Sr/Zn-OCP)的制备及其体内成骨生物学效应.实验运用湿化学合成工艺制备了粒径为105μm、280μm和500μm三种单分散微球颗粒材料,然后再考察微球材料对大白兔股骨缺血性坏死骨缺损的再生修复效应以及微球颗粒度对缺损修复效率的影响规律,运用理化表征与组织学分析考察了微球的微结构和骨组织修复特性.结果显示,利用低浓度聚丙烯酸可以诱导多层化尺度均一的Sr/Zn-OCP多孔微球颗粒形成,并且通过改变反应溶液的搅拌速率可以改变微球的尺度大小;同时,三种粒度微球堆积体均可见骨缺损内新骨再生,但是粒度最大的500μm微球修复骨缺损效率最高,在微球植入术后10、16周时新骨再生率达到37％和62％.以上研究结果表明多孔性Sr/Zn-OCP微球具有优良的生物活性效应,在解决病理性骨缺损再生修复方面具有良好应用价值.
关键词:
微量元素共掺杂
,
磷酸八钙
,
多孔微球
,
生物活性
,
股骨缺血性坏死骨缺损
杨国敬
,
林勉
,
张雷
,
苟中入
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12758
创伤、骨肿瘤、关节置换术等引起骨缺损的修复是目前临床治疗的难点和研究热点领域,寻找理想的骨修复材料已经成为该领域的重点研究方向.硫酸钙骨水泥作为骨修复材料已有百余年历史,有着显著的优势.但其降解过快的缺点影响了治疗效果,限制了应用范围.本文对硫酸钙的理化特性、晶粒形貌与晶型控制、合成方法等进行了系统介绍,总结了硫酸钙与羟基磷灰石、生物玻璃、磷酸钙和硅酸钙复合材料及其性能研究的新成果,并提出了克服硫酸钙作为骨修复材料的缺点的若干方法.
关键词:
硫酸钙
,
骨水泥
,
合成方法
,
生物活性
,
生物相容性
,
无机复合材料
,
综述
石广丰
,
徐志伟
,
史国权
,
蔡洪斌
,
王磊
,
吕杨杨
机械工程材料
对槽线密度为79线·mm-1的中阶梯光栅铝膜进行了深度3 μm的纳米压痕试验,并采用有限元模拟结合正交分析的方法对其进行计算和分析,得到初步优化的参数组合,最后通过迭代优化求解最优组合.结果表明:中阶梯光栅铝膜的平均弹性模量为85.7 GPa,最优测试参数组合为屈服应力134MPa和应变硬化指数0.09；所建立的光栅压入测试有限元模型的计算准确性对屈服应力的输入较为敏感.
关键词:
中阶梯光栅
,
铝膜
,
纳米压痕
,
有限元
,
正交分析
李云涛，张立，徐红伟
钢铁研究学报
结晶器喂带技术通过控制熔体温度场的分布、抑制柱状晶生长来改善连铸坯的成分偏析、芯部疏松等缺陷。通过试验设计系统研究了不同厚度钢带在钢液中的熔化过程以及钢带喂入比对铸坯组织的影响。结果表明：钢带在恒温钢液中的熔化过程分为两个阶段，开始时钢带残余厚度随喂入时间快速增加，增加比达到100%；钢带厚度达到最大值后开始缓慢减小，直到钢带在钢液中全部溶化，此时钢带残余厚度变为零。钢带原始厚度和钢液过热度影响钢带融化终点时间，随着厚度增加和过热度减小，融化终点时间延长；研究钢带厚度范围内，最大融化时间小于100s，过热度增加没有改变钢带融化规律。钢带喂入比影响铸坯等轴晶率和等轴晶晶粒大小，钢带喂入比从0%增加到3%，铸坯等轴晶率从493%增加到753%，提高了527%；平均等轴晶晶粒尺寸减小554%，等轴晶晶粒尺寸达到41mm。钢带喂入比过大导致铸坯芯部疏松缺陷，钢带合适喂入比为1%。
关键词:
连铸
,
strip feeding
,
equiaxed grain ratio
,
melted process
李云涛
,
张立
,
徐红伟
钢铁研究学报
结晶器喂带技术通过控制熔体温度场的分布、抑制柱状晶生长来改善连铸坯的成分偏析、芯部疏松等缺陷。通过试验设计系统研究了不同厚度钢带在钢液中的熔化过程以及钢带喂入比对铸坯组织的影响。结果表明：钢带在恒温钢液中的熔化过程分为两个阶段,开始时钢带残余厚度随喂入时间快速增加,增加比达到100%;钢带厚度达到最大值后开始缓慢减小,直到钢带在钢液中全部溶化,此时钢带残余厚度变为零。钢带原始厚度和钢液过热度影响钢带融化终点时间,随着厚度增加和过热度减小,融化终点时间延长;研究钢带厚度范围内,最大融化时间小于100s,过热度增加没有改变钢带融化规律。钢带喂入比影响铸坯等轴晶率和等轴晶晶粒大小,钢带喂入比从0%增加到3%,铸坯等轴晶率从49.3%增加到75.3%,提高了52.7%;平均等轴晶晶粒尺寸减小55.4%,等轴晶晶粒尺寸达到4.1mm。钢带喂入比过大导致铸坯芯部疏松缺陷,钢带合适喂入比为1%。
关键词:
连铸
,
钢带喂入
,
等轴晶率
,
熔化过程
