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DLP成形氧化锆支架表面涂覆工艺及生物性能研究

邹安超

DLP成形氧化锆支架表面涂覆工艺及生物性能研究

邹安超1
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作者信息

  • 1. 南京航空航天大学研究生院机电学院
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摘要

为制备一款适用于广泛人群的理想骨修复植入物,本文从材料和工艺两个方面进行了创新。将氧化锆陶瓷作为基体材料,将硅酸钙和羟基磷灰石作为涂层材料,通过调整配比,能够做到生物性能宏观可控;使用DLP工艺制备氧化锆基体,使用料浆法制备涂层,得到了致密的硅酸钙/羟基磷灰石复合涂层。本文的研究内容主要如下: (1)使用DLP工艺成形多孔氧化锆基体。制备了固含量68.75wt.%的氧化锆陶瓷浆料;选择曝光时间12s成形了氧化锆坯体;通过热重分析确定坯体脱脂升温曲线;通过分析微观形貌确定烧结温度为1400℃。 (2)探索了复合涂层浆料制备和涂覆工艺。制备了不同配比的复合涂层浆料;通过料浆法获得含涂层的复合支架;通过热重分析和微观形貌分析确定脱粘烧结升温曲线。 (3)分析了复合支架的微观形貌和物质组成。分析了基体烧结前后的形貌变化和复合涂层的表面形貌,在烧结后基体收缩,涂层致密;分析基体和复合涂层的物质组成,复合支架所有成分生物性能良好。 (4)研究了复合支架的力学性能。复合支架的压缩强度为12.47MPa,高于基体的压缩强度10.6MPa;纯硅酸钙涂层在降解前临界失效载荷最高达到了40N,降解后各涂层附着力表现相似。 (5)研究了复合支架的生物性能。进行体外细胞试验,各组支架均能使细胞黏附,羟基磷灰石对细胞增殖的促进效果更明显,硅酸钙对细胞分化的促进效果更明显;在体外模拟降解后,硅酸钙含量更高的涂层降解更快;所有复合涂层均可以诱导磷灰石沉积。

关键词

DLP成形/氧化锆基体/生物陶瓷涂层/力学性能/生物性能

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授予学位

硕士

学科专业

机械制造及其自动化

导师

沈理达

学位年度

2021

学位授予单位

南京航空航天大学

语种

中文

中图分类号

R3
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