王英波
,
鲁雄
,
赵婧
,
冯波
,
汪建新
,
屈树新
,
翁杰
,
陈建敏
稀有金属材料与工程
用脉冲电化学沉积法在生物医用钛金属表面成功制备了纳米RA/ZrO2复合涂层,涂层中的成分均以离子形式沉积到基材上,得到ZrO2均匀分布的HA/ZrO2复合涂层.脉冲电位为-3.5 V时有利于离子的沉积结晶,有利于复合涂层的沉积.复合涂层的成分、结构、形貌及生物活性等的研究结果表明:复合涂层烧结前成分为HA、OCP及碱式硝酸锫,高温烧结后得到均匀致密HA/ZtO2复合涂层.检测表明HA/ZrO2复合涂层能够诱导磷灰石生成,具有较好的生物活性.
关键词:
羟基磷灰石
,
氧化锆
,
复合涂层
,
脉冲电沉积
肖东琴
,
王东微
,
任俊臣
,
段可
,
姚宁
,
鲁雄
,
郑晓彤
,
翁杰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13532
铜作为人体含量第二的必需微量元素，不仅在人体新陈代谢过程中起着重要作用，同时还具有抗菌性。因此，合成掺铜羟基磷灰石(Cu-HA)可望获得具有优良生物学性能兼具抗菌性能的生物陶瓷。本研究以硝酸钙、硝酸铜和磷酸氢二钠为原料，采用水热合成法制备掺铜HA。采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、红外和原子吸收光谱对样品进行表征。结果表明：溶液体系中加入Cu2+后， Cu取代部分Ca进入HA晶格，使其形貌由带状转变为花瓣状微球；但Cu的掺入，并不影响HA晶体结构；当溶液中Cu/(Cu+Ca)摩尔比高于0.05时， HA产物的热稳定性下降。
关键词:
羟基磷灰石
,
铜掺杂
,
微球
,
水热合成法
罗品风
,
智伟
,
张静微
,
匙峰
,
段可
,
汪建新
,
鲁雄
,
翁杰
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140204
贯通性是骨组织工程支架的重要参数,决定包含蛋白和细胞的体液渗入和组织生长.本研究采用Micro-CT技术对三种不同工艺(球粒堆积、蜡球造孔、纤维堆积)构建的羟基磷灰石多孔支架进行断层扫描,并从三方面研究支架的贯通性:(1)通过影像重建定量分析支架孔隙的三维贯通结构;(2)统计分析比较三种支架在贯流方向上的孔隙率变化;(3)有限元模拟支架的内部液流分布情况.结果表明,球粒堆积支架与蜡球造孔支架孔隙率分布较均匀,而纤维堆积支架孔隙分布较杂乱.液流模拟(流速分布)发现,球粒堆积支架与蜡球造孔支架中液体流动均匀,但是蜡球造孔支架孔壁近表面区域存在大量"漩涡流",不利于支架内细胞与液流之间的物质交换,该结果有可能解释球粒堆积支架体内成骨性优于蜡球造孔支架的动物体内实验结果.
关键词:
组织工程支架
,
结构图像重建
,
孔隙贯通性
,
计算机建模
,
流速分布
王东微
,
董英豪
,
周杰
,
段可
,
鲁雄
,
汪建新
,
冯波
,
屈树新
,
翁杰
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160384
利用磷酸二氢铝的固化反应在316不锈钢表面制备了不同含量Cu2+的磷酸铝涂层(Cu:Al=0.025、0.05、0.1).差示扫描量热分析及X射线衍射表明涂层材料可在≤250℃下固化,主要固化产物为AlH2P3O10·2H2O、AlPO4和Al8H12(P2O7)9.Cu2+加入后产生了含铜的新相Cu2P2O7.与大肠杆菌共培养12h后各含Cu2+涂层表现出抗菌性,且抗菌能力与Cu2+含量正相关;接触24 h后,所有含Cu2+涂层表面均无活菌检出.菌悬液中加入EDTA有效抑制了涂层抗菌活性,表明涂层抗菌性能来自表面溶出的Cu2+.拉伸试验表明涂层结合强度在14.5～18.1 MPa范围.与无涂层的不锈钢相比,涂覆涂层后样品的腐蚀电流密度下降了2个数量级.
关键词:
铜
,
磷酸铝
,
涂层
,
抗菌
狄玉丽
,
冯波
,
范兴平
,
段可
,
鲁雄
,
汪建新
,
翁杰
稀有金属材料与工程
采用粉末冶金法制备外层高孔隙率/内层低孔隙率的梯度结构多孔钛,以解决单层多孔钛孔隙率高强度低的问题.梯度双层多孔钛内层孔隙率约为30％,外层孔隙率可达65％以上,孔径范围在100～255 μm之间,内/外层孔径和孔隙率呈梯度分布,其抗压强度和弹性模量分别为117.50～143.55 MPa和1.95～3.08 GPa.在梯度多孔钛外层添加稀土氟化镧进一步提高了其力学性能.当添加量为0.05％(质量分数)时,其抗压强度和弹性模量最高,可达到213.76MPa和3.38 GPa.
关键词:
多孔钛
,
梯度结构
,
氟化镧
,
力学性能
张柏林
,
王英波
,
鲁雄
,
周先礼
,
屈树新
,
冯波
,
翁杰
稀有金属材料与工程
采用脉冲电化学法在生物医用钛表面制备出纳米HA/Ag复合涂层.借助SEM、XRD等对复合涂层的形貌、成分进行表征.利用大肠杆菌和白色葡萄球菌两个菌种对该涂层抗菌性能进行分析研究.最后利用MC3T3-E1成骨细胞检测复合涂层的细胞相容性.结果表明:HA/Ag复合涂层呈纳米球状,由HA和Ag两相组成.Ag在HA涂层中分布均匀.复合涂层对两种细菌均有较好的抗菌效果,对大肠杆菌抗菌率达100%,对白色葡萄球菌的抗菌率接近100%,对大肠杆菌的抗菌能力高于白色葡萄球菌.细胞培养实验表明MC3T3-E1成骨细胞在HA/Ag复合涂层表面的黏附、铺展较好.综合可知,脉冲电化学沉积法制备的纳米HA/Ag复合涂层具有较好的抗菌性和细胞相容性.
关键词:
脉冲电沉积
,
HA/Ag复合涂层
,
抗菌性
,
细胞相容性
崔强
,
冯波
,
陈伟
,
汪建新
,
鲁雄
,
翁杰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00916
采用阳极氧化法在纯钛表面制备了5组平均内径不同以及5种管长不同的TiO2纳米管阵列薄膜, 应用SEM对管径进行了表征. 将之烧结成锐钛矿型后通过光催化降解甲基橙溶液研究管径与管长的大小对其光催化活性的影响, 通过重复催化实验研究其重复使用的效果. 结果表明: 管径为100nm时催化剂催化降解甲基橙的效果最好, 管长则基本不影响纳米管薄膜的催化活性. 重复催化实验表明, TiO2纳米管薄膜有很好的重复使用效果.
关键词:
TiO2纳米管
,
anodic oxidation
,
photocatalytic activity
,
nanotube diameter
王英波
,
鲁雄
,
冯波
,
屈树新
,
汪建新
功能材料
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.
关键词:
多孔钛
,
水热碱处理
,
生物活性
,
生物相容性
于榕
,
冯波
,
汪建新
,
鲁雄
,
屈树新
,
翁杰
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00987
采用阳极氧化法在钛表面制备不同管径的TiO2纳米管, 450℃热处理后经牛血清白蛋白(BSA)与钙磷的共沉积得到载有BSA的羟基磷灰石(HA)涂层. 经检测发现, 170nm管径的TiO2表面比100和50nm管径的表面具备更好的矿化能力, HA的形成能力随管径的增大而提高. 大管径表面得到的涂层结合强度高于小管径的, 可达16.95MPa. 经过真空预矿化的试样, 涂层结合强度明显高于未经过预矿化的试样, 且HA涂层生长速率加快. BSA与磷酸钙在真空预矿化后共沉积到氧化钛纳米管表面, 短时期内形成BSA-HA涂层, 是在钛基生物材料表面制备生物活性涂层的有效方法.
关键词:
TiO2纳米管
,
bovine serum albumin
,
apatite coating
,
bonding strength
邓迟
,
杨晓兵
,
鲁雄
,
周绍兵
,
屈树新
,
翁杰
表面技术
doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2008.02.005
将羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)和聚己内酯(polycaprolactone,PCL)先分散到N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)有机溶剂中,在60℃温度下不断搅拌,缓慢去除有机分散剂,干燥后打碎共混物,放入模具中在120℃热压,获得HA/PCL复合材料薄膜.红外光谱(FTIR)表征发现,HA/PCL复合材料的基本组成为HA和PCL,没有新的组成相出现,表明溶液共混处理属于物理混合,混合过程中没有产生新的组成.力学性能测试表明,溶液共混和热压制备方法能够增加HA与PCL的结合力,提高材料的弹性模量.HA与PCL的界面结合是机械性质的,微纳米尺度的HA填充相总体上易使HA/PCL复合材料脱落或松动,导致强度较低.另一方面,在本研究的制备工艺下,适当地控制HA的含量,微米级的HA能够明显地提高复合材料的屈服强度,使HA成为PCL基复合材料的增强相.
关键词:
溶液共混
,
热压
,
复合材料
,
力学性能
