可溶性晶体性质对生物骨材料切削质量影响因素探究

为了弥补传统磨料水射流可能造成的磨料残存不利于组织愈合且存在毒害影响的不足,采用具有生物相容性的氯化钠、蔗糖和木糖醇3种可溶性晶体颗粒为磨料,通过改变横移速度和靶距对牛股骨进行切削,测量其表面粗糙度和切削深度,探究可溶性晶体性质对生物骨切削质量的影响。结果表明:氯化钠、蔗糖和木糖醇3种可溶性晶体颗粒作为磨料掺入射流束中,能够明显改善纯水射流切削生物骨材料的质量;可溶性晶体的密度、硬度、溶解性和晶体结构等性质对切削质量均有影响,在能够完全切透骨样的情况下,其中的密度差异表现最明显,密度小的可溶性晶体加工得到的骨样粗糙度更小;在不能够完全切透骨样的情况下,其中的溶解性差异表现最明显,溶解速度慢的晶体加工得到的骨样切削深度更大。在试验设计的参数条件下,3种可溶性晶体射流都能够完全实现生物骨材料的稳定切割,用密度最小的木糖醇颗粒为磨料切削时,在压力为280 MPa,横移速度为10 mm/min,靶距为1 mm时,表面粗糙度值Ra最小,Ra值为3.19μm;用溶解速度慢的蔗糖为磨料,在压力为280 MPa,横移速度为10 mm/min,靶距为1 mm时,最大切削深度值为47.15 mm。