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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
氮化硅顆粒增強(qiáng)天然羥基磷灰石生物陶瓷
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
羥基磷灰石是一種很好的生物材料，它具有極好的生物相容性和生物活性。但純羥基磷灰生物陶瓷的機(jī)械性能較差、脆性高、抗折強(qiáng)度低、斷裂韌性低 ,這就大大限制了它在人體承重部位的應(yīng)用。因此，提高天然羥基磷灰生物陶瓷的機(jī)械性能對(duì)生物醫(yī)藥材料的發(fā)展具有重大意義。
詳細(xì)介紹：
基磷灰石( hydroxyapatite,簡(jiǎn)稱(chēng)HA或HAP)作為骨代替物被用于骨移植，有良好的生物相容性。植入體內(nèi)不僅安全，無(wú)毒，還能傳導(dǎo)骨生長(zhǎng)。HA能使骨細(xì)胞附著在其表面，隨著新骨的生長(zhǎng)，這個(gè)連接地帶逐漸萎縮，并且HA通過(guò)晶體外層成為骨的一部分，新骨可以從HA植入體與原骨結(jié)合處沿著植入體表面或內(nèi)部貫通性孔隙攀附生長(zhǎng)。

作品圖片

  • 氮化硅顆粒增強(qiáng)天然羥基磷灰石生物陶瓷
  • 氮化硅顆粒增強(qiáng)天然羥基磷灰石生物陶瓷
  • 氮化硅顆粒增強(qiáng)天然羥基磷灰石生物陶瓷

作品專(zhuān)業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

該項(xiàng)目旨在以羥基磷灰生物陶瓷為基體，氮化硅顆粒作為增強(qiáng)相，采用微波燒結(jié)技術(shù)，通過(guò)控制增強(qiáng)相氮化硅顆粒與天然羥基磷灰石粉體的粒度比、氮化硅的含量以及燒結(jié)時(shí)的升溫程序使制備出的材料兼顧二者優(yōu)點(diǎn)，既有良好的生物相容性、生物活性，又具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

顆粒增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料中，雖然載荷主要有陶瓷基體承擔(dān)，但顆粒也承受載荷并約束基體變形，顆粒阻止基體位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的能力越大，增強(qiáng)效果越好。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

提高天然羥基磷灰生物陶瓷的機(jī)械性能對(duì)生物醫(yī)藥材料的發(fā)展具有重大意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

羥基磷灰石（簡(jiǎn)稱(chēng)HAP）是人體及動(dòng)物骨骼牙齒中的主要無(wú)機(jī)組成部分，是一類(lèi)具有良好生物相容性的生物活性材料。但這些材料由于其自身強(qiáng)度低，韌性及力學(xué)性能差等缺陷而限制了應(yīng)用范圍，難以滿(mǎn)足使用要求。因此，如何獲得力學(xué)性能、生物相容性與材料壽命的完美結(jié)合是材料科學(xué)家們探討的問(wèn)題。 本實(shí)驗(yàn)采用微波加熱對(duì)氮化硅顆粒增強(qiáng)羥基磷灰石進(jìn)行燒結(jié)。研究不同煅燒溫度對(duì)羥基磷灰石力學(xué)性能的影響以及黏結(jié)劑聚乙二醇（PEG-4000）對(duì)制得的羥基磷灰石生物陶瓷的性能影響，并且通過(guò)測(cè)量密度、三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度、維氏硬度等對(duì)HAP生物陶瓷進(jìn)行力學(xué)性能表征以及由XRD、SEM對(duì)制得的羥基磷灰石生物陶瓷進(jìn)行微觀(guān)性能表征。實(shí)驗(yàn)表明：沒(méi)有添加劑時(shí)，燒結(jié)溫度為1250℃、保溫時(shí)間為10min時(shí)HAP陶瓷的力學(xué)性能較好，密度為2.98g·cm-3，三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度為65.73MPa；燒結(jié)溫度為1250℃、保溫時(shí)間為10min時(shí)，在一定范圍內(nèi)（1%～7%）,隨著PEG含量的增加，所得陶瓷性能變好。PEG含量為7%時(shí)，密度達(dá)到3.01g·c

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

可行

參考文獻(xiàn)

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同類(lèi)課題研究水平概述

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)該材料的研究和應(yīng)用發(fā)展迅速，具有廣闊的應(yīng)用前景。但由于羥基磷灰石本身強(qiáng)度低、脆性大且重復(fù)性差，只能被應(yīng)用在牙槽脊增高、耳小骨替換以及頜面骨修復(fù)等非承重材料方面，而難以應(yīng)用于承重骨方面，因此需要對(duì)羥基磷灰石進(jìn)行增強(qiáng)增韌。
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