钛合金羟基磷灰石骨植入复合材料的研究进展

颉芳霞; 黄家兵; 曹澍; 杨豪; 何雪明

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钛合金羟基磷灰石骨植入复合材料的研究进展

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钛及钛合金因具有高强度、低模量、优异的耐腐蚀性以及良好的生物相容性等优点,被广泛应用于生物医学领域,尤其是作为硬组织替换材料。然而,钛合金属于生物惰性材料,植入人体后难以与人骨实现良好的骨整合。以羟基磷灰石为代表的生物活性陶瓷能够诱导类骨磷灰石沉积和细胞攀附,但不能用于高承载部位。因此,为了改善植入体的生物活性,开发新型钛合金羟基磷灰石复合材料成为骨植入材料的研究热点。采用表面涂层法在钛合金表面制备羟基磷灰石涂层,能够显著改善基体的生物活性,但是存在两者结合强度不高、涂层易产生裂纹等缺点,需要从涂层成分、结构梯度化以及后处理等方面进行改进。粉末冶金技术能够使生物活性陶瓷与金属基体间实现冶金结合,却难以对材料组分分布和结构特征进行精确控制和调整。自然骨为由内部多孔松质骨和表面致密皮质骨组成的梯度结构,采用传统粉末冶金技术制备的骨科假体很难达到这一要求。增材制造技术可以个性化定制植入体,其逐层堆积的成形方式在梯度复合材料制备方面具有极大优势。近年来,研究人员尝试采用增材制造技术来实现植入体的成分复合化和结构梯度化,进一步调控其力学性能和生物学性能。本文总结了钛合金羟基磷灰石复合材料的研究现状,指出了目前研究中存在的问题,并进一步讨论了解决策略,最后提出了一种基于微滴喷射技术的钛合金羟基磷灰石多维梯度复合材料的增材制造方案,以期为开发功能复合的新型生物材料提供参考。

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来源
《材料导报》 |2023年第13期|170-176|共7页
作者
颉芳霞; 黄家兵; 曹澍; 杨豪; 何雪明;
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作者单位

江南大学机械工程学院;

江苏省食品先进制造装备技术重点实验室;

无锡职业技术学院机械技术学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类金属陶瓷材料;
关键词
钛合金; 羟基磷灰石; 复合材料; 表面涂层; 粉末冶金; 增材制造;

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