激光立体成形多孔钛及其性能研究

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为了改善种植体与骨弹性模量不匹配造成的应力遮挡效应,提高钛的力学相容性,利用激光立体成形技术制备了多孔钛,研究了激光工艺参数对多孔钛孔结构、孔隙率和压缩性能的影响,并利用碱处理和碱+预钙化处理对多孔钛试样的生物活性进行了强化,分析表面活化处理对膜层组织形貌和生物活性的影响。得到的主要结论如下:(1)利用激光立体成形技术可制备孔隙率为38-54%的多孔钛,激光工艺参数对多孔钛的孔隙率影响显著,随激光功率的增大,孔隙率减小;随激光平移距离和扫描速度的增大,孔隙率增大。(2)多孔钛的压缩应力-应变曲线分为三个阶段:线弹性阶段、塑性屈服(平台)阶段、致密化阶段。随孔隙率的增加,弹性模量和屈服应力急剧下降,屈服应力由孔隙率38.0%时的100MPa下降到54.1%时的38MPa,弹性模量由致密金属钛的110GPa下降为2-10GPa,能满足骨替换材料的要求。(3)碱处理和碱+预钙化处理使材料表面形成了多孔网状结构,加快了羟基磷灰石的沉积速度,缩短了沉积时间,改善了生物活性。碱+预钙化处理较碱处理具有更好的生物活化效果,试样在模拟体液培养7天就能生成完整的羟基磷灰石膜层。
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