1. <listing id="jjj5w"><b id="jjj5w"></b></listing>
      <del id="jjj5w"><source id="jjj5w"></source></del><nav id="jjj5w"><sup id="jjj5w"><video id="jjj5w"></video></sup></nav>

      <bdo id="jjj5w"><input id="jjj5w"></input></bdo>

        <bdo id="jjj5w"><input id="jjj5w"></input></bdo>

          上海飛越實驗儀器有限公司網站歡迎你!

          全國咨詢熱線
          18118230479
          欄目導航
          企業動態
          行業動態
          企業動態
          聯系我們
          服務熱線
          18118230479
          地址:上海市永興路靈藝大廈520號2604室
          陶瓷涂層在模擬體液組稀土氧化物對激光熔覆
          瀏覽: 發布日期:2022-06-27 01:51:45

            磷酸鈣生物陶瓷主要包括羥基磷灰石(HA) ,磷酸三鈣(TCP) 以及兩者的混合物,它們含有人體組織必需的鈣、磷元素,是一種重要的生物陶瓷材料。在目前研究和使用的硬組織替換生物材料中,磷酸鈣生物陶瓷占有很大的比重,主要是因為磷酸鈣生物陶瓷具有良好的生物相容性和生物活性,對人體無毒、生化培養箱無致癌作用,并可以和自然骨通 過體內的生物化學反應成為牢固的骨性結合。其中磷酸三鈣植入體內后在生命機體中的降解行為非常顯著,溶解下來的鈣、磷元素進入活體循環系統后形成新生骨,一定時間后植入體逐步溶解消逝,被有生命的新生骨所替代。

            稀土及其氧化物被廣泛應用于工業領域,并且被稱為“工業味精”。在生物醫學領域中,鑭系元素也因其與鈣的相似性,無毒、抗菌、消炎和等優良生物性能,被廣泛地應用。研究表明,稀土元素可以富集在骨表面并難以排斥,稀土離子的某些物理和化學特性和Ca2+之間具有良好的相似性,稀土離子元素能夠影響骨細胞功能和參與骨 重建過程。張金超等報道并證明鑭系稀土離子對破骨細胞和UMR-106細胞系中的作用取決于它們的離子濃度和稀土離子種類。而稀土離子對骨的結構與功能的干預作用主要是因為其類鈣性直接影響鈣磷酸鹽的形成和組成,以及通過影響骨中的細胞而間接影響骨的礦化。

            劉其斌課題組利用寬帶激光熔覆技術,系統添加不同種類和含量的稀土氧化物,稀土氧化物對激光熔覆在鈦合金表面制備一層梯度生物陶瓷。證明生物陶瓷涂層能與 鈦合金實現冶金結合,并利用模擬體液( SBF) 和細胞實驗證明涂層具有良好的生物活性與生物相容性。但對涂層在模擬體液中的降解過程,以及溶液中離子濃度變化都未做探討。目前,大多數研究人員根據材料表面能否形成類骨磷灰石,以及它的形成速度和數量來判斷材料的生物活性,而常用的體外模型為模擬體液浸泡實驗。因此,研究模擬體液中鈣離子與稀土離子濃度,及其兩者之間是否存在關系,具有重要的研究意義。生化培養箱在本文中,利用窄帶激光熔覆技術,在鈦合金表面制備一層具有降解性能的磷酸鈣生物陶瓷,研究稀土氧化物含量對涂層的組織結構與微觀形貌影響,并探討鈣離子與稀土離子在模擬體液中隨浸泡時間的變化規律。

            圖1為不同稀土含量生物陶瓷涂層的XRD圖譜,從圖1可知,在衍射角為32°附近(虛線對應位置),能明顯觀察稀土含量為0.4%時,衍射峰要高于其他組。說明稀土添加量為0.4% 時,涂層中HA與β-TCP生物活性相多。而具體的0.4% La2O3 的涂層圖譜如圖2所示。由圖2所知,生物陶瓷涂層是由CaTiO3,TiO2,CaO,β-TCP 和HA 等 物相組成的復雜相涂層。其中β-TCP和HA是磷酸鈣陶瓷的主要組成部分,表明涂層中確實有磷酸鈣陶瓷生成。而CaTiO3的生成能增加陶瓷涂層與基材和結合強度,保證涂層有足夠的強韌性,并能進一步降低陶瓷層硬度。CaO和TiO2的來源主

            要是CaCO3在高溫下的分解以及Ti粉的氧化,同時伴隨著CaTiO3的分解。

            目前,大多數研究人員根據磷酸鈣陶瓷表面能否形成類骨磷灰石,以及它的形成速度和數量來判斷陶瓷的生物活性,而常用、陶瓷涂層在模擬體液組簡單有效的方法為體外模擬體液浸泡實驗。

            圖3(a)為未浸泡涂層表面微觀形貌,從圖3(a)可知,涂層表面為典型黑亮陶瓷狀,局部有小型孔洞,表面并無明顯裂紋產生。而孔洞的存在,增大涂層與溶液的接觸面積,能加快涂層降解與新生類骨磷灰石形成。對涂層表面進行能譜分析(圖4) ,發現涂層中主要含有O,P,Ca,Ti等元素,其中Ca與P的原子比為1.61。與HA和TCP中鈣磷原子比相近,進一步證實激光熔覆涂層表面含有磷酸鈣陶瓷。圖3(b~f)為稀土含量分別為0%~0.8%的涂層在模擬體液中浸泡14d后的微觀形貌。從圖3中可以看出,稀土的加入能夠明顯細化涂層表面新生類骨磷灰石晶粒尺寸并改善涂層在模擬體液中的開裂敏感性,但不同含量對涂層有不同效果。當未添加稀土時,涂層表面生成分布不均勻的,較大尺寸的晶粒,并有大量裂紋產生。當添加稀土含量為0.2% 時,涂層表面裂紋得到明顯改善,晶粒尺寸減小。當為0.4% 時,得到均勻分布,大小一致,無裂紋產生的涂層表面。但當稀土含量繼續添加時,發現在0.6% 時,涂層中又出現了細微裂紋,當為0.8% 時,表面類骨磷灰石晶粒數量明顯減少,且裂紋清晰可見。說明當稀土添加量為0.4% 時,涂層在模擬體液中浸泡14d后,具有較好的性能。

            研究表明,類骨磷灰石在模擬體液中的形成是一個動態降解和沉積過程,也是一個成核和長大過程。當涂層浸泡在模擬體液后,磷酸鈣陶瓷涂層便會在模擬體液中發生降 解,從涂層表面溶解出Ca2+,HPO4- ,PO2-4到溶液中。當溶解到溶液中的 鈣,磷離子濃度達到一定成核闕值時,新的類骨磷灰石便會沉積在涂層表面。因此,為了進一步了解涂層在模擬體液中的降解過程,檢測了經涂層浸泡之后溶液中的Ca2 +與La3+的濃度變化情況。

            從上面的分析得知,當稀土La2O3含量為0.4% 時,涂層具有較好的生物性能。因此,取6片標準切割涂層,浸泡在含25ml模擬體液的錐形瓶中,置于36.7 ℃ 恒溫生化培養箱內,利用電子天平準確稱量不同時間點涂層質量,計算涂層在模擬體液中浸泡28d后的降解率另取5組,每組6個標準切割涂層,分別浸泡在含25ml 模擬體液的 錐形瓶中,置于36.7 ℃ 恒溫生化培養箱內,檢 0,3,7,14,21,28d時模擬體液中Ca2+和La3+的離子濃度。

            圖5為涂層質量隨浸泡時間的變化情況。從圖5中可以看出,涂層的質量隨著浸泡時間的增加,而逐漸減少,前21d基本呈直線d后的速度有所減緩。當涂層浸泡在模擬體液后,在體液的作用下,涂層發生降解和沉積,并一直持續下去。只是涂層降解率比沉積率大,才能導致涂層質量降低。經公式(1) 計算,涂層在模擬體液中浸泡28d,涂層的降解率為0.2126%。

            涂層從模擬體液中取出后,將模擬體液分別在原液、稀釋20倍、稀釋50倍3種情況下檢測鈣離子濃度,結果用均值±標準差表示。圖6為模擬體液中Ca2+濃度隨浸泡時間變化情況。不同時間點對應的鈣離子濃度.從圖6可知,隨著浸泡時間的變化,鈣離子在模擬體液中的濃度是一個動態的變化過程,進一步證實涂層在模擬體液中是動態降解與沉積過程。但比較3,14,28以及7,21d的濃度發現,Ca2+濃度逐漸降低。也就是說,雖然Ca2+在模擬體液中濃度是動態變化過程,但Ca2+從溶液中沉積到涂層表面的量要比涂層中降解出的多,并很好地解釋了涂層表面新生類骨磷灰石的來源。

            圖7為模擬體液中La3+離子濃度(10-6g·L-1 ) 隨涂層浸泡時間的變化情況。從圖7 可知,稀土離子隨浸泡時間增加逐漸增大。但在模擬體液中,La3+離子只能從涂層中析出。當涂層浸泡在模擬體液中,涂層發生降解并促進鈣離子與鑭離子進入溶液,并引起溶液中離子濃度變化。因此,生化培養箱與圖5相結合,可以證明涂層在模擬體液中,發生的是一個降解與沉積同時進行的動態過程。

            為進一步探索涂層降解的規律,根據圖7中離子濃度變化情況以及文獻中報道的稀土離子濃度對細胞的影響發現離子濃度呈近似指數級增長變化。因此,將鑭離子濃度與浸泡時間在取對數的情況下,通過線性擬合的方法得到兩因素存在明顯的線

            1.利用激光熔覆技術,結合梯度成分設計與梯度功率燒結,在鈦合金表面制備一層含HA和β-TCP的梯度生物活性磷酸鈣陶瓷。

            2.稀土氧化物La2O3能夠催化合成HA與β-TCP,但不同含量具有不同效果。當稀土含量為0.4% 時,生成的HA和β-TCP含量多。稀土的加入能夠改善涂層在模擬體液中新生類骨磷灰石晶粒大小和涂層表面開裂敏感性,當含量為0.4% 時,浸泡14d 后,涂層表面無裂紋,形成分布均勻,大小一致的類骨磷灰石。

            3.涂層浸泡在模擬體液中,會發生降解與沉積的復雜反應,但涂層降解率大于沉積率,導致涂層質量減小。涂層浸泡在模擬體液中28d后,涂層降解率為0.2126%。

            4. 在模擬體液中離子濃度會隨著涂層浸泡時間發生變化。其中,Ca2+濃度呈動態的上下波動變化,但整體趨勢趨于減少。說明Ca2+濃度雖然呈動態變化過程,但其從溶液中沉積到涂層表面的量要比涂層中降解出的多。La3+濃度隨著浸泡時間的增加而逐漸增大。且將La3+濃度與浸泡時間在取對數的情況下,通過線性擬合的方法得到兩因素存在明顯的線性關系。并由此推導出一個關于鑭離子濃度,涂層浸泡時間和涂層浸泡表面積的經驗公式。但在模擬體液中,涂層的降解與沉積是一個復雜的反應,此經驗公式的適用性,以及常數的確定和能否用來預測并控制離子濃度等問題尚有待探討。
          想了解更多詳情,請訪問:恒溫干燥箱- 生化培養箱-上海飛越儀器:http://www.championshipdvd.com

          上海飛越實驗儀器有限公司

          聯系方式:18118230479

          地址:上海市永興路靈藝大廈520號2604室

          Copyright ?copy; 2002-2017 上海飛越實驗儀器有限公司 版權所有????技術支持:揚州九一科技網絡公司????網站地圖
          国产人妖视频一区二区