生物醫(yī)用(HA+β-TCP)-Mg合金相互滲透復(fù)合材料的組織與性能.pdf

1、為獲得可控降解的硬骨組織植入材料，本文制備了羥基磷灰石和β-磷酸三鈣雙相陶瓷與鎂合金相互滲透而成的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，以期實(shí)現(xiàn)羥基磷灰石、β-磷酸三鈣和鎂合金三種材料在生物醫(yī)用中的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
　　論文將由液相沉淀法制備所得的單相羥基磷灰石與β-磷酸三鈣粉末，分別按照HA/β-TCP的比例為10/90、20/80、30/70、40/60和50/50混合制備雙相陶瓷漿料，然后應(yīng)用有機(jī)泡沫浸漬法燒結(jié)制備了三維通孔的陶瓷支架，最后采用真

2、空吸鑄方式將Mg-5Sn合金、Mg-2Y合金、Mg-3Zn合金熔體注入多孔陶瓷預(yù)制體從而構(gòu)建相互滲透互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的(HA+β-TCP)/Mg合金相互滲透復(fù)合材料。采用掃描電鏡、能譜儀、X射線衍射儀、萬能材料試驗(yàn)機(jī)、電化學(xué)工作站、體外浸泡等分析測(cè)試方法對(duì)復(fù)合材料的微觀組織、力學(xué)性能和耐腐蝕性能進(jìn)行了表征和研究。
　　研究結(jié)果表明，所得復(fù)合材料為互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，基本實(shí)現(xiàn)了鎂合金在生物陶瓷宏孔和微孔中的充分滲透；復(fù)合材料中的生物陶瓷也基本

3、完整保留了其三維貫通的骨架形態(tài)。陶瓷成分中HA/TCP配比對(duì)金屬-陶瓷的界面結(jié)合形式有一定的影響，隨著 HA比例的升高，陶瓷內(nèi)部顆粒的分散性增強(qiáng)，但金屬對(duì)陶瓷的潤(rùn)濕性能下降，當(dāng) HA/β-TCP配比為50/50時(shí)，合金液未能完全滲入陶瓷微孔，造成整個(gè)陶瓷-金屬界面結(jié)合較差。所得復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度介于114MPa和196MPa之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于雙相陶瓷骨架的壓縮強(qiáng)度，基本可以滿足對(duì)植入材料強(qiáng)度的要求。
　　電化學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示，幾種復(fù)合材

4、料的腐蝕傾向均低于其相應(yīng)合金的。通過對(duì)腐蝕機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，合金塊體表現(xiàn)為晶間腐蝕或是整個(gè)表面的均勻腐蝕；復(fù)合材料則表現(xiàn)出了多種腐蝕機(jī)制：對(duì)于(HA+β-TCP)/Mg-2Y系列復(fù)合材料，不論HA/β-TCP配比如何變化均表現(xiàn)為點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和晶間腐蝕的共同作用，因而其耐蝕性能較差；而對(duì)于(HA+β-TCP)/Mg-5Sn和(HA+β-TCP)/Mg-3Zn系列復(fù)合材料，當(dāng)HA/β-TCP配比較低時(shí)，腐蝕以陶瓷-金屬融合區(qū)的點(diǎn)蝕為主；配比