納米顆粒增強(qiáng)骨支架力學(xué)性能研究.pdf

1、選擇性激光燒結(jié)技術(shù)在骨組織工程支架制造領(lǐng)域具有很好的發(fā)展前景?？山到飧叻肿泳酆衔锖蜕锾沾杀徽J(rèn)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(jī)械性能不足的缺點(diǎn)，限制了其臨床承載應(yīng)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(qiáng)相（如nano-HAP，nano-ZrO2，nano-SiO2和CNTs）改善了支架的性能。重點(diǎn)研究了納米增強(qiáng)相的含量對支架機(jī)械性能的影響規(guī)律與作用機(jī)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(shè)計的選擇性激光燒結(jié)系統(tǒng)，提出了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案。通過Solidworks建立了幾何模型并利用Ansys進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，改進(jìn)后結(jié)構(gòu)的彎曲變形從0.935mm減小到了0.25mm。
　　2.利用選擇性激光燒結(jié)制備了添加不同含量nano-HAP的聚合物多孔支架。當(dāng)nano-HAP含量為20wt％時，獲得了最優(yōu)的壓縮強(qiáng)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(qiáng)相對骨支架機(jī)

3、械性能的增強(qiáng)作用。
　　3.利用nano-ZrO2作為增強(qiáng)相的多孔陶瓷支架通過選擇性激光燒結(jié)制備了。燒結(jié)后ZrO2出現(xiàn)了從單斜晶到四方晶的相轉(zhuǎn)變，提高了nano-ZrO2的增強(qiáng)能力。支架的壓縮強(qiáng)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(jìn)一步增強(qiáng)。隨著nano-SiO2含量的增加(0-5wt％)，