生物医用Ti-Mn合金的组织结构与性能研究

被引量 : 0次 | 上传用户:andalee
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文研究了不同Mn元素添加量(2、5、8、10wt.%)的Ti-Mn合金的组织结构、拉伸性能、在模拟口腔环境中的和胆道环境的电化学腐蚀性能、离子溶出行为以及体外细胞毒性等,探讨了其作为牙科修复材料和胆道支架材料的可行性。采用光学金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射分析等测试手段分析研究了合金的显微组织及相组成随合金化元素含量变化的规律;利用万能材料试验机,研究了合金的拉伸性能;利用显微硬度计和球盘式摩擦磨损实验机研究了合金的维氏显微硬度和耐磨性;通过开路电位测试、电化学阻抗分析和动电位极化测试研究了合金在模拟唾液环境下的电化学腐蚀行为;利用浸泡法以及扫描电子显微镜和X射线衍射分析技术考察了合金在模拟体液环境下和人体胆汁环境下的耐腐蚀性;通过体外浸提法和四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法考察了合金浸提液对L929细胞和MG63细胞的体外细胞毒性。铸态Ti-Mn合金的显微组织随Mn含量增加,由单一的等轴-Ti相逐渐演变成由-Ti和TiMn相组成的双相组织;当Mn含量达10wt.%时,合金中还会出现Ti0.48Mn0.52相。铸态Ti-Mn合金的屈服强度和断裂延伸率随Mn含量的增加先增加后降低,抗拉强度、维氏硬度和耐磨性能均随Mn含量增加而增加。与干摩擦条件下的磨损失重相比,在以模拟唾液为润滑的湿摩擦条件下,Ti及铸态Ti-Mn合金的磨损失重降低,耐磨性提高。与铸态Ti-5Mn合金相比,轧制态Ti-5Mn合金的晶粒尺寸明显长大,具有较高的显微硬度和耐磨性,但是力学性能明显下降,断裂延伸率下降了约65%。铸态Ti-5Mn合金具有最佳的强度和塑性配合。在未添加任何成分的模拟唾液中,铸态Ti-Mn合金的电化学腐蚀抗力与纯Ti相近;在含氟的模拟唾液中,纯Ti的耐腐蚀性恶化并发生再钝化,而铸态Ti-Mn合金的耐腐蚀性未明显恶化并未发生再钝化。铸态Ti-Mn合金在几种含有不同添加成分的模拟唾液中浸泡7d后,表面钝化膜发生破坏,引起基体中Ti离子和Mn离子的析出;合金在同时添加NaF和乳酸的模拟唾液中的Ti离子析出量最高。纯钛和铸态Ti-5Mn合金在人体胆汁中呈现钝化现象,维钝电流密度略大于0.1mA/cm2,具有较强的耐腐蚀性。铸态Ti-5Mn合金在pH6.8和pH7.0的人体胆汁中具有与纯钛相当的耐腐蚀性;在pH7.4的弱碱性人体胆汁中,具有较高的自腐蚀电位,耐腐蚀性略优于纯钛。不同锰含量的Ti-Mn合金与水和丙三醇的表面接触角均小于90°,为亲水表面;随合金中Mn元素含量的增加,Ti-Mn合金与水和丙三醇的表面接触角增加。Ti-5Mn合金的表面能在四种Ti-Mn合金中最小,其值与纯钛的表面能大小相当。Ti和Ti-5Mn合金与胆汁接触后,材料表面未发生游离态胆红素或胆红素钙等的聚集和粘附,对胆汁中胆红素的影响较小。纯钛和Ti-5Mn合金在胆汁中浸泡3d时与胆汁中的磷脂没有明显的相互作用;随着浸泡时间的延长(7d),两种材料与胆汁中的磷脂发生了一定的相互作用,引起红外谱图上磷脂的特征峰位置和强度发生变化。通过喷涂方法在纯Ti和Ti-5Mn合金表面制备的PTX/PLGA载药涂层,涂层表明均匀,具有一定的方向性;其接触角与裸金属表面接触角相近。PTX/PLGA载药涂层在人体胆汁中浸泡3d和7d后,对胆汁中胆红素和磷脂成分没有产生明显的影响。体外细胞毒性测试发现,铸态Ti-Mn合金对小鼠成纤维细胞L929和骨肉瘤细胞MG63的毒性级别为1级,属于微毒范畴。随合金中Mn含量的增加,培养的细胞的存活能力在明显下降,说明Mn离子溶出之后对L929细胞和MG63细胞的存活具有一定的毒性。
其他文献
随着结构减振降噪技术的发展,水下大型目标的稳态辐射噪声越来越低,瞬态辐射噪声逐渐成为水下目标的最主要暴露源。这些噪声无论在统计上还是测量上,都与以往的水下匀速直航辐射
研究了以甘蔗糖蜜为原料,采用温度敏感型突变株发酵生产L-谷氨酸的补料分批发酵工艺条件。结果表明,优化条件下,在10L自控发酵罐中发酵生产L-谷氨酸的平均产量为125g/L,糖酸
新疆瓦吉里塔格钒钛磁铁矿负磁异常矿床位于塔里木陆块一塔里木中央陆块,成矿区带属塔里木中央隆起石油一天然气一盐类成矿带,区域成矿地质条件较为有利。本文通过对瓦吉里塔格
目的小胶质细胞(microglia,MG)是一种广泛分布于中枢神经系统内的具有吞噬作用的神经胶质细胞,呈阿米巴样,起源于血循环中的单核细胞,对神经元起支持作用,是中枢神经系统中最
课堂教学的有效性是指通过课堂教学使学生获得发展。首先,发展就其内涵而言,指的是知识、技能,过程、方法与情感、态度、价值观三者(三维目标)的协调发展。“通俗地说,课堂教
我国是世界上重要的茶文化大国,有着悠久的饮茶历史和丰富的茶文化内涵,而在,长期成熟的茶文化发展、运营过程中,其逐渐形成了一系列与茶相关的文化艺术元素,比如以茶为主要题材的
目的探讨肾功能正常患者血清肌酐(serum creatinine,SCr)水平与冠心病及冠脉病变Gensini积分的相关性。方法选择行冠脉造影检查且肾功能正常、各项生化检查完整的患者共522例
课堂教学是中小学实施素质教育的主渠道.提高教育质量,关键在于提高课堂教学的质量.基础教育课程改革能否有效实施,也主要看中小学课堂教学的变化.因此,广大中小学教师应该把
保罗·高更是法国“后印象派”画家,他为绘画而远走塔西提的人生经历引起了作家的兴趣。1919年,在高更去世后的第十六年,英国作家毛姆出版了小说《月亮和六便士》,以高更为原
随着计算机和网络技术的进步,各级政府机关已开展实施电子政务建设工作,基层地方政府作为政府机关的基层单位,由于直接面向人民群众,日常处理事务纷繁复杂,因此,开展信息化建设工作