納米顆粒增強骨支架力學性能研究.pdf

1、選擇性激光燒結技術在骨組織工程支架制造領域具有很好的發(fā)展前景。可降解高分子聚合物和生物陶瓷被認為是很有前途的骨替代材料。然而利用這些材料制備的骨支架都存在著機械性能不足的缺點，限制了其臨床承載應用。本論文通過選擇性激光工藝制備了聚合物支架和陶瓷支架，并利用納米增強相（如nano-HAP，nano-ZrO2，nano-SiO2和CNTs）改善了支架的性能。重點研究了納米增強相的含量對支架機械性能的影響規(guī)律與作用機理。本文的主要研究工作與創(chuàng)

2、新性成果如下:
　　1.針對所設計的選擇性激光燒結系統(tǒng)，提出了結構的優(yōu)化方案。通過Solidworks建立了幾何模型并利用Ansys進行了結構分析，改進后結構的彎曲變形從0.935mm減小到了0.25mm。
　　2.利用選擇性激光燒結制備了添加不同含量nano-HAP的聚合物多孔支架。當nano-HAP含量為20wt％時，獲得了最優(yōu)的壓縮強度和壓縮模量分別為3.28MPa和32.81MPa。證實了通過引入納米增強相對骨支架機

3、械性能的增強作用。
　　3.利用nano-ZrO2作為增強相的多孔陶瓷支架通過選擇性激光燒結制備了。燒結后ZrO2出現(xiàn)了從單斜晶到四方晶的相轉變，提高了nano-ZrO2的增強能力。支架的壓縮強度以及斷裂韌性分別從17.9MPa增加到了44.1MPa和1.14MPa·m1/2增加到1.66MPa·m1/2。
　　4.利用nano-SiO2和CNTs實現(xiàn)了陶瓷支架的進一步增強。隨著nano-SiO2含量的增加(0-5wt％)，