生物医用钛涂层结构调控与成骨性能研究

在骨植入体表面构建类骨多级结构是改善植入体早期骨整合和长期稳定性的有效手段。本文采用模板辅助等离子喷涂法制备了具贯通大孔结构的图案化钛涂层,其孔隙率超过30%,弹性模量较钛合金显著降低(更接近自然骨),前成骨细胞(MC3T3-E1)在涂层表面的粘附和增殖亦明显改善。对钛涂层的进一步表面纳米化处理可刺激细胞的成骨分化行为,其ALP、OC、OPN、COLI等相关基因表达显著提高。加入ROCK阻滞剂后,细胞的成骨基因表达明显降低,表明纳米表面调控细胞成骨分化行为与细胞骨架张力增大相关。

高强度镁合金阻尼性能的研究

对比研究了AZ91D、ZK51(Mg-5Zn-Zr)、WE43、NZ30K(Mg-3Nd-0.2Zn-Zr)、GW103K(Mg-10Gd-3Y-Zr)、GW83K(Mg-8Gd-3Y-Zr)镁合金室温下的阻尼性能。结果表明,上述高强度镁合金在10%的屈服强度时的比阻尼性能P0.1(2π·tanφ)在4.71%～8.55%之间,属于中等阻尼性能材料。根据比阻尼性能P0.1的平均值,几种高强度镁合金阻尼性能的排序为WE43<ZK51<GW103K<AZ91D<GW83K<NZ30K。从应变-阻尼曲线来看,固溶处理后的峰值时效热处理(T6处理)通常会降低高强度镁合金的阻尼性能,而高温过时效处理可能会提高合金的阻尼性能。峰值时效热处理降低合金的阻尼性能与细小弥散的析出相有关,而过时效改善合金的阻尼性能应当与析出相的粗化有关。