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常规烧结羟基磷灰石-钛酸钡压电生物复合材料
摘要： 这项初期研究的核心目标是开发并表征具有独特性能的压电生物复合材料，作为承重骨科植入物。其灵感源于哺乳动物骨骼本身是压电材料，这一特性有助于骨折的自然愈合。我们采用了一种经济高效且适合工业化生产的常规烧结技术，将特定配比的羟基磷灰石（HA）和钛酸钡（BT）进行复合烧结。羟基磷灰石是哺乳动物骨骼的主要矿质成分，但不具备压电性；而钛酸钡则以优异的压电性能著称。二者的结合形成了压电生物复合材料。由于烧结过程中钛酸钡会分解为多种化合物，该过程具有反应活性。所得压电生物复合材料的平均晶粒尺寸介于1.75-1.9微米之间。值得注意的是，与纯羟基磷灰石相比，含40wt%钛酸钡的HA-40wt%BT复合材料抗压强度提升了15%。体外实验表明这些复合材料具有良好的生物活性和生物相容性。这些结果表明，常规烧结制备的HA-BT压电生物复合材料有望成为价格适中的承重植入物候选材料。
关键词： 骨科植入物，常规烧结，羟基磷灰石，钛酸钡
更新于2025-09-23 15:22:29
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316L不锈钢骨科植入物的激光微钻孔研究
摘要： 最新研究表明，骨科植入物上的微孔需满足以下要求：侧壁光滑（无裂纹和毛刺）、高深径比、低锥度、减小热影响区（HAZ）及薄再铸层。本研究旨在通过氩气辅助激光微钻孔的多目标优化来提升孔质量特性与植入物功能。基于灰色关联分析（GRA）与变异系数（COV）的混合统计方法被提出用于实验数据分析，关键质量改善工艺变量得以识别。通过四项统计检验对比混合方法与GRA方法，发现该混合方法在计算耗时与操作便捷性上更具优势。研究还观察到焦点位置与二极管电流对孔质量具有显著影响。重要结论是：采用氩气作为辅助气体时，可获得更薄的再铸层、更小的热影响区宽度及更少的飞溅区域。
关键词： 辅助气体，激光微钻孔，灰色关联分析，变异系数，骨科植入物，统计检验，偏心孔
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种新型选择性激光熔融钛钽铌锆合金支架的骨再生与骨整合效应研究
摘要： 钛-钽-铌-锆（Ti-Ta-Nb-Zr）合金是目前可用于骨科应用的新型材料。然而，采用传统方法制造的这些支架存在孔径不规则、力学性能不佳以及孔隙间连通性差等缺点。本研究通过选择性激光熔融（SLM）技术打印出孔径可控（300~400微米）的多孔Ti-Ta-Nb-Zr（Ti 60%、Ta 2%、Nb 36%、Zr 2%）支架，并评估了其力学性能及体外成骨与体内骨整合效果。与多孔Ti6Al4V支架相比，多孔Ti-Ta-Nb-Zr支架在人骨髓间充质干细胞（hBMSCs）的细胞增殖和粘附方面表现更优。成骨分化实验表明，Ti-Ta-Nb-Zr组hBMSCs的成骨分化能力显著强于Ti6Al4V组。将多孔Ti-Ta-Nb-Zr支架或对照支架植入兔股骨外侧髁圆柱形骨缺损部位后，初期影像学结果证实了这种新型3D打印支架具有优异的成骨活性。组织学分析进一步显示，Ti-Ta-Nb-Zr支架比Ti6Al4V支架更能有效促进骨再生和骨整合。本研究表明，SLM制造的多孔Ti-Ta-Nb-Zr支架在骨科临床应用方面具有显著潜力。
关键词： 多孔Ti-Ta-Nb-Zr合金，选择性激光熔融，骨整合，骨科植入物，成骨作用
更新于2025-09-12 10:27:22