生物材料课件2（参考）.ppt

如何尽量减小牙科生物材料腐蚀： 避免用混合金属治疗并排的牙齿 在安装金属矫形件时要使用独立的连接部位，尽量降低矫形件的电传导 避免产生牙菌斑的条件 金属与合金表面涂层处理 表面改性目的： 抑制有害金属离子的溶出 促进组织的再生 加强材料与组织结合 是在一定温度一定介质中将氮原子渗入到钢的表面层的化学热处理工艺。 其目的是提高钢的表面硬度与耐磨性及疲劳强度和耐蚀性 气体渗氮、液体渗氮、离子渗氮 氮化处理 奥氏体不锈钢的氮化处理： 形成稳定化合物，提高硬度 非敏化和敏化晶间腐蚀性能有很大改善 钝化状态极佳 处理温度低，元件处理后的内应力和形变较小 氢化钛粉与氮气混合喷涂 氢化钛粉+氮气（5~15% H2），等离子喷涂 Ti与TiO2的混合物层 孔径50~120?m，厚度0.8mm 与骨的界面拉伸剪切强度显著提高 涂层处理 氧化铝涂层 氧化铝生物相容性极高 采用40kW的电弧等离子装置将纯度99%以上的?-Al2O3粒子喷涂到钛合金（Ti-6Ai-4V）表面；然后，将喷涂后的钛合金在液态CO2中冷却，使其界面形成?- Al2O3 基体与涂层的结合强度达到20MPa以上，较低 金属纤维涂层 将钛合金制成长2?3cm，直径50?250?m的多孔金属纤维网 和钛或者钛合金烧结复合作为涂层 使钛表面具有多孔性 使钛合金表面的延伸率增大，弹性模量与骨（20GPa）相近，强度比骨大，且得到连续的大孔径 羟基磷灰石－生物玻璃（HA-BG） 混合涂层 利用HA-BG在钛基合金上进行复合涂层，构成生物相容性好的梯度功能HA-BG-Ti复合材料 最重要的是选择好玻璃的组成 能够与钛及钛合金基体材料紧密结合 在生物体内有稳定的生物化学性能，安全性能较高 涂层烧结时与HA基本不发生反应，且与HA粉末的黏结较好 符合条件的玻璃为氧化铝硼硅酸盐系玻璃 涂层玻璃的热膨胀系数值低于钛基体材料 使玻璃与钛的接触界面因热扩散反应而生成的中间层致密、稳定，有助于实现玻璃于钛基体材料的紧密结合 HA影响很大 HA-Ti复合生物涂层(上层为HA，下层为Ti) 在钛合金表面层约0.4mm深处弥散粒度为40?m的羟基磷灰石颗粒（HA），然后在超塑性成型装置中加热到750?C后加压成型 含有对于骨牙细胞而言足够大小的HA颗粒 举例1 电沉积涂层的SEM像 举例2：钛基体表面电沉积磷酸钙陶瓷 电沉积涂层粉末TEM像 电沉积涂层内外层的SEM像 温度低电位高时，涂层薄而致密 温度高电位低时，涂层厚而疏松 水热合成后涂层SEM像 水热合成涂层粉末TEM像 1-拉伸夹头； 2-涂层试样； 3-环氧树脂胶层 粘接拉伸试样示意图 生物活性梯度涂层人工关节的制备方法 采用等离子技术，在金属基体上喷涂在成分和结构上具有梯度变化的生物活性梯度涂层 分成三层 其底层各组成配比为 TiO2 30～40％wt 生物玻璃粉 10～20％wt ZrO2 10～20％wt HAP 20～30％wt: 要求： ①充分熔化，均匀铺展在基体表面。 ②涂层致密，结构均匀，能与凹凸不平的基体表 面形成机械啮合和化学冶金结合。 举例3 中间层各级分配比为 CrO2 30～40％wt 生物玻璃粉 10～20％wt HAP 40～60％wt 要求： ①尽可能致密，均匀 ②与上下两层尽可能紧密结合并产生化学反应 表面层为 HAP 100％wt 要求： ①与中间层结合紧密，保证涂层的结合强度 ②有一定的孔隙率，孔隙大小适中，以提高材料 与生物体组织的结合强度 将上述配比分别充分混料，并分层喷涂。 该人工关节梯度涂层厚度可达100～150μm，结合强度达40MPa，解决了现有人工关节涂层易脱落及易被体液侵蚀，溶解的难题，当其植入人体负重较大部位后能保持长期疗效 重点 各类金属材料的优缺点以及它们的应用情况 金属的腐蚀和防护 金属表面涂层的目的 金属表面涂层的种类和特点 添加元素：铜、铂、银、锌 作用： 铜、铂提高强度，但添加量不能超过4％ 银的加入抵消铜的颜色 少量锌降低熔点，并排除在熔化过程中形成的氧 Ni-Ti合金 良好的生物相容性和抗蚀性能 具有一种不同寻常的形状记忆特征 形状记忆效应与无扩散马氏体相转变有关，本质上就是热弹性。 热弹性行为归因于母相和马氏体的转变次序 55％Ni ，单相组织，具有机械记忆的特性和一些其他特性，如制止