【摘 要】
:
随着全球人口老龄化问题日益严重,越来越多的患者将需要使用假体来代替骨骼系统的某些关键部分,这导致在全球范围内骨科植入体的需求越来越多。在众多金属生物材料中,钛合金以其优异的力学性能、高的耐蚀性和良好的生物相容性成为目前医疗市场应用最广泛的骨科植入材料。然而,其缺乏骨诱导能力,存在潜在的有害离子释放,可能导致钛合金植入体的短期失效,继而引发过敏反应和严重的长期健康问题,甚至二次手术。因此,研究者一直
论文部分内容阅读
随着全球人口老龄化问题日益严重,越来越多的患者将需要使用假体来代替骨骼系统的某些关键部分,这导致在全球范围内骨科植入体的需求越来越多。在众多金属生物材料中,钛合金以其优异的力学性能、高的耐蚀性和良好的生物相容性成为目前医疗市场应用最广泛的骨科植入材料。然而,其缺乏骨诱导能力,存在潜在的有害离子释放,可能导致钛合金植入体的短期失效,继而引发过敏反应和严重的长期健康问题,甚至二次手术。因此,研究者一直在寻求新的解决方案,目前解决方案从以下两个着手点考虑,一是对钛合金进行表面改性,生物材料的表面特性是决定植入体成功与否的关键因素;另一个是开发适合的新型植入材料。基于此,本论文工作首先考虑在钛合金基体上制备合适的钽(Ta)涂层,Ta的体内/外生物性能据报道较钛优异,近年来受到研究人员越来越多的关注。目前Ta涂层制备方法主要有等离子喷涂(PS)、化学或物理气相沉积(CVD or PVD)以及激光近净成形(LENS(?))等技术。然而,这些方法都存在沉积温度高、易氧化和成本高等问题,需要高真空或高纯保护气氛。与上述方法相比,冷喷涂是一种更合适和更简便的制备Ta涂层方法。然而,只有少数文献报道了冷喷涂Ta涂层的耐腐蚀行为;本论文以冷喷涂为工艺手段,开展用于人体骨硬组织修复的Ta涂层制备研究,并对其体外生物性能进行了评价。并且,本论文还利用冷喷涂增材制造技术对Ti-Ta新型复合生物植入材料的制备进行了初步探索。论文的主要内容如下:分别采用两种氢化脱氢(HDH)Ta粉末(多孔形貌HDH-1-Ta和类球形HDH-2-Ta)和一种机械破碎的不规则棱角状(MP)Ta粉末,研究了原料Ta粉形貌对于冷喷涂沉积性能的影响。结果表明,原料粉末形貌对冷喷涂沉积质量的影响显著。HDH-1-Ta粉末沉积效果最好,涂层相对平坦,孔隙率最低,沉积效率最高,获得涂层的硬度最高,结合力较好;而使用HDH-2-Ta粉末冷喷涂可以得到一种独特的粗糙/多孔形貌;MP-Ta粉末沉积性能最差。HDH-1-Ta粉末具有良好的冷喷涂性能,这是因为其粉末的多孔结构导致其硬度降低,更有利于产生优异的压缩和压实性能,从而使沉积致密。采用冷喷涂技术在Ti6A14V基体上成功制备了粗糙/多孔的Ta涂层以及Ta/HA复合涂层。结果表明,涂层表面具有一定的粗糙度和肉眼可见的孔。采用研磨多孔Ta和团聚纳米晶羟基磷灰石(NCHA)混合粉末制备了 Ta/HA复合粉末,经冷喷涂制备Ta/HA复合涂层,涂层中Ta及HA分布良好且均匀。模拟体液(SBF)浸泡试验表明,粗糙/多孔Ta涂层以及Ta/HA复合涂层具有良好的生物活性。Ta涂层粗糙/多孔的表面以及Ta/HA复合涂层岛状结构有利于磷灰石的形核,另外复合涂层中HA的添加有利于SBF矿化。基于粗糙/多孔的Ta涂层的形成原因,采用冷喷涂(CS)技术并控制喷涂道次制备了不同孔径的Ta涂层,且其孔径随着沉积道次的增加而增大,表面粗糙度也随之显著增大。体外细胞培养试验表明,多孔CS-Ta涂层与TC4对照组之间的细胞活性没有显著差异,涂层具有良好的细胞相容性。但是与TC4样品相比,多孔CS-Ta涂层却有利于促进细胞扩散。HBMSCs在细胞培养初期能够渗透并生长到孔径大于300μm的CS-Ta-L涂层表面孔中,表现出良好的骨传导性能。多孔CS-Ta涂层样品在ALP活性、ECM矿化以及骨相关基因(ALP、OCN、OPN)表达水平上均明显高于Flat-Ta和TC4样品,特别是CS-Ta-L涂层样品的骨相关基因表达明显上调,这主要与大孔内的特殊微纳结构以及Ta2O5钝化膜有关。为了探索利用冷喷涂技术制备新型植入材料,本论文使用机械混合方法按不同比例配制了 Ti和Ta的混合粉末,并利用冷喷涂沉积得到不同Ta含量的Ti-Ta前驱体,后经热处理扩散,制备了新型Ti-Ta复合材料,并对其力学性能进行了研究。结果表明,喷涂态Ti-Ta复合材料由均匀分布的扁平颗粒Ti及Ta组成,热处理过程中Ti和Ta颗粒间会发生互扩散,复合材料内部由富Ti区、富Ta区和扩散区组成。Ti-Ta复合材料的抗拉强度随热处理温度的升高呈先增大后减小的趋势,在1000℃时达到峰值。Ti-Ta复合材料的动态弹性模量与其抗拉强度呈相反趋势,在1000℃时达到最低。总而言之,Ti-20Ta复合材料(1000℃热处理72h)具有较低的弹性模量(83.13 GPa)和较高的抗拉强度(742MPa)。由此可见,冷喷涂技术具有很好的生物医学应用前景,为生物相容性植入体的快速制造开辟了新途径。
其他文献
超导微波动态电感探测器(MKIDs)是一种主要应用在太赫兹频段中的大规模阵列型探测器。基于超导薄膜中库珀对拆散为基本原理,工作在亚K温区的超导微波动态电感探测器已成为太赫兹频段灵敏度最高的探测器之一。超导微波动态电感探测器相较于其他非相干探测器主要有着结构简单、容易集成大规模阵列和高灵敏度等优势。超导微波动态电感探测器阵列中的每一个像元均主要由平面超导谐振器和与之耦合的平面传输线组成。因此,平面超
在至宝三鞭丸的定性“制剂质量标志物”的基础上,筛选出其定量“制剂质量标志物”,并评价至宝三鞭丸多个批次制剂间的含量一致性。建立同时测定至宝三鞭丸中34种化学成分的HPLC-MS/MS方法,分析16批次制剂中各成分含量的一致性,并采用一法通用策略分析各成分在中药制剂-血浆-脑组织-脑脊液的移行情况。方法经线性范围、加样回收率、精密度、稳定性和重复性等考察确证适合至宝三鞭丸中以上成分的测定。加样回收率
被引频次作为论文评价的基础性指标,受到学界的广泛关注和认可,其影响因素的研究有着探寻引用后背“推手”,甚至预测未来引用的独特研究意义。之前学界对被引频次的影响因素有着众多探讨,但影响因素的复杂性和多样性使得研究不具备完整的系统性。更为重要的是,由于大多数研究并未对论文质量进行替代或质量替代因素选取不当、方法选择和数据分类的单一以及研究样本量偏小等问题,造成同一因素在不同的研究中,结果完全不同甚至互
纵观人类发展史,科技创新一直是一国国际竞争力的决定性因素。在科技赛道上,各大经济体纷纷进行科技布局以促进本国科技发展。科技研发活动作为新知识和新技术的主要来源,各国政府均利用科技创新政策给予支持。美国联邦政府认为科技关乎国家利益,将其作为一种能带来国家利益的“关键投资”,站在战略全局设计实施科技创新政策,先后启动“先进技术计划”,“技术创新计划”等促进高风险的研发创新活动;英国主张“一个成功的国家
乳腺癌是目前在女性中最常见的恶性肿瘤,大约70%至80%的乳腺癌患者在病理上被归类为ERα阳性患者。原发性ERα阳性乳腺癌通常依赖于ERα信号通路,因此一线抗雌激素治疗对大多数的患者具有很好的效果。然而,大约30%至50%的早期ERα阳性乳腺癌患者会复发,并且这一复发过程仍然严重依赖于ERα信号传导,氟维司群或芳香化酶抑制剂在临床上作为一线或二线治疗方案证明了这一点。当前对于乳腺癌内分泌治疗的研究
膜双分子层的脂质不对称是真核生物细胞膜的标志特征:磷脂酰胆碱、鞘磷脂和糖脂主要富集于细胞膜外小叶,而磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰肌醇主要在细胞膜内小叶。脂质的不对称分布对维持细胞的生物学功能至关重要,如膜稳定性、细胞形状、细胞信号传导,以及胆汁和胆固醇稳态等。为了产生和维持膜的不对称性,真核细胞表达了一系列的脂质翻转酶,包括脂质促翻酶、脂质外翻酶和脂质内翻酶。P4-ATP酶是一种脂质内翻酶,
中国,作为世界上拥有最古老酿造技术的国家之一,饮酒文化最早可追溯到七千年前。随着中国经济的高速发展,饮酒者增多,酒类产品的销量增多,随之带来的医学和社会问题也一直受到社会各界的广泛关注。世界卫生组织(WHO)发布的《2018年全球酒精和健康状况报告》显示,中国人均酒精消费从2005年的4.1升/人上升至2016年的7.2升/人,持续表现出增长的趋势。在中国,有不少饮酒是在商务场合或者是与商务相联系
对话系统是人工智能领域一个非常重要的任务,它以自然语言为媒介与人类进行交互,在客服、知识服务、个人助手、游戏娱乐等场景中有着广泛应用。对话系统可以帮助政府和企业节约人力资源、提升人机交互效率;对个人用户进行情感陪伴等。对话系统研究的进步,对人工智能基础研究和相关产业的发展都有至关重要的作用。虽然对话系统的研究已经取得了不少成果,但是依然有很多问题丞待解决,本文针对知识低质量、训练低资源、知识碎片化
目的 分析多囊卵巢综合征不孕症的临床特点,了解患者的生存质量及焦虑水平,为针对性干预提供参考。方法 回顾性分析我院收治的100例育龄期多囊卵巢综合征患者的临床观察指标,依据是否伴随不孕症分为伴随不孕症的观察组54例及未伴随不孕症的对照组46例。收集患者的一般生理资料、性激素检验结果、中华生存质量量表及焦虑自评量表得分,以进行统计分析。结果 观察组体重、BMI及收缩压显著高于对照组(P<0.05);
量子密钥分发(QKD)基于量子力学基本原理,可以使用户之间实现信息理论安全的共享密钥,进而结合一次一密的信息加密方式,能够实现无条件安全的保密通信。与经典光纤通信(OFC)类似,量子态也会随着传输距离的增大呈指数衰减,OFC通过采用光放大器每隔大约八十公里距离对传输信号进行放大来建立一个长距离光纤网络。但QKD无法通过简单的光放大来增加传输距离,因为量子信号无法被放大,量子信号的放大也可以看作是一