生物醫(yī)用(HA+β-TCP)-Mg合金相互滲透復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)絡結構復合材料，以期實現(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)勢互補。
　　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，然后應用有機泡沫浸漬法燒結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制體從而構建相互滲透互穿網(wǎng)絡結構的(HA+β-TCP)/Mg合金相互滲透復合材料。采用掃描電鏡、能譜儀、X射線衍射儀、萬能材料試驗機、電化學工作站、體外浸泡等分析測試方法對復合材料的微觀組織、力學性能和耐腐蝕性能進行了表征和研究。
　　研究結果表明，所得復合材料為互穿網(wǎng)絡結構，基本實現(xiàn)了鎂合金在生物陶瓷宏孔和微孔中的充分滲透；復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配比對金屬-陶瓷的界面結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，但金屬對陶瓷的潤濕性能下降，當 HA/β-TCP配比為50/50時，合金液未能完全滲入陶瓷微孔，造成整個陶瓷-金屬界面結合較差。所得復合材料的壓縮強度介于114MPa和196MPa之間，遠遠高于雙相陶瓷骨架的壓縮強度，基本可以滿足對植入材料強度的要求。
　　電化學測試結果顯示，幾種復合材

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