應(yīng)力對鈦在模擬體液中沉積磷灰石的影響.pdf

1、本文以工業(yè)純鈦為研究對象，通過堿熱處理和模擬體液(SBF)浸泡的方法，在其表面生成羥基磷灰石層(HA)，用折彎法模擬了人體內(nèi)部應(yīng)力環(huán)境，并采用X射線衍射儀(XRD)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、能譜儀(EDS)和金相顯微鏡等表征分析儀器，研究了應(yīng)力作用下HA涂層的組織結(jié)構(gòu)形態(tài)、相組成和應(yīng)力影響特征。
　　 結(jié)果表明，在應(yīng)力作用下，生成的HA的厚度隨應(yīng)力改變呈規(guī)律性變化，這也說明應(yīng)力影響了鈦表面的生物活性。當(dāng)處于壓應(yīng)力作

2、用下，磷灰石層的厚度比正常狀態(tài)下薄很多，但是隨著壓應(yīng)力增大，磷灰石層厚度不再發(fā)生明顯變化;當(dāng)處在拉應(yīng)力作用下，磷灰石厚度比無應(yīng)力狀態(tài)下厚，且應(yīng)力值越大，厚度越大。這主要是由于在壓應(yīng)力作用下，堿熱層（或鈦）表面孔隙閉合，導(dǎo)致磷灰石的沉淀速度下降;在拉應(yīng)力作用下，孔隙張開，更大的孔隙有利于磷灰石的沉淀。
　　 從鈦試樣正面觀察應(yīng)力的作用效果發(fā)現(xiàn)，磷灰石層上普遍存在裂紋，在無壓力的狀態(tài)下，這些裂紋夾角呈120°;在應(yīng)力作用下，磷灰石層

3、被裂紋分割成近似長方形板塊，并隨著拉應(yīng)力增大板塊被拉長，隨著壓應(yīng)力板塊被壓縮。這說明壓力影響了鈦表面磷灰石的生長方式。這種現(xiàn)象可能是由于表面的孔隙會促進(jìn)磷灰石的沉積，應(yīng)力的作用會使堿熱層表面的縫隙沿著垂直應(yīng)力的方向延伸或閉合，這樣就會促進(jìn)或減緩該方向的磷灰石沉積，使磷灰石的生長產(chǎn)生方向性。當(dāng)磷灰石方向生長時，與該方向垂直的方向就會呈現(xiàn)磷灰石較薄的趨勢，這使得該方向上裂紋容易出現(xiàn)，壓力越大，磷灰石的方向性生長也就越明顯，從而裂紋的延伸也就

4、越明顯，就呈現(xiàn)出這種應(yīng)力對于裂紋的指向性現(xiàn)象。
　　 本文著眼于生物材料植入人體時，應(yīng)力對初期的磷灰石附著情況的影響，利用SBF溶液，動態(tài)的模擬金屬鈦在人體環(huán)境中在體液和應(yīng)力的綜合影響下表面發(fā)生的一系列變化。
　　 本文的試驗(yàn)?zāi)康氖窍Ｍㄟ^對應(yīng)力影響磷灰石生長的研究，說明在生物材料設(shè)計(jì)和使用過程中，這種磷灰石生長的差異性，可能會導(dǎo)致生物材料在使用時的失效，以及在界面上發(fā)生與無應(yīng)力分析不同的反應(yīng)，進(jìn)而證明應(yīng)力很可能成為今后