1 1.上海交通大学 机械与动力工程学院, 机械系统与振动国家重点实验室, 上海 200240
2 2.上海理工大学 健康科学与工程学院, 上海 200093
β-磷酸三钙(β-TCP)具有生物降解性和生物相容性, 但其固有的脆性限制了其在承重种植体中的应用。为进一步提高β-TCP的力学性能和生物相容性, 本研究以纳米黏土(Nano clay, NC)为添加剂, 采用数字光处理(Digital light processing, DLP)技术制备了β-TCP/NC(TNC)复合支架, 支架TNC10多孔结构孔径为200~300 μm。当加入NC含量为10%(质量分数)时, 支架(TNC10)各结构特征的烧结收缩最小。加入NC不会改变TCP的物相成分, 且支架表面均匀分布Si、Mg元素。加入NC可以提高TCP支架的压缩强度, NC(粒径<500 nm)融合在TCP颗粒的间隙中, 对比纯TCP支架, TNC10支架的压缩强度提高了10%。另外, TNC10 组较纯TCP的比表面积增加2倍以上。TNC降解速率更快, 可以持续释放Ca、Mg、Si、Li等离子, 并且TNC降解液保持弱碱性的环境。研究结果表明: 加入NC对β-TCP支架的力学强度、降解性能均具有一定的促进作用。利用DLP方法打印的具有良好的理化性能的多孔生物陶瓷支架在骨修复领域有巨大应用前景。
β-磷酸三钙 DLP打印 多孔支架 纳米黏土 β-tricalcium phosphate DLP printing porous scaffold nano clay
1 重庆大学材料科学与工程学院, 重庆 400044
2 重庆理工大学机械工程学院, 重庆 400054
以聚十二内酰胺(PA12)和羟基磷灰石(HA)为实验材料,采用选择性激光烧结(SLS)技术成形具有优良力学性能的PA12/HA复合材料多孔支架。首先,利用响应面法得到最佳的工艺参数组合,并运用该参数组合成形PA12/HA复合材料多孔支架;然后,在L9(3 4)正交实验的基础上,研究了孔型、孔隙率和HA比例三因素对多孔支架力学性能的影响。结果表明:SLS最优工艺参数组合为激光功率27.5 W、扫描间距0.12 mm、扫描速率1500 mm/s;不同因素对PA12/HA多孔支架压缩强度的影响程度由大到小依次为孔隙率、孔型和HA比例;当孔隙率为60%、孔型为圆形、HA比例为15%时,压缩强度最大,为8.04 MPa;当孔隙率为80%、孔型为方形、HA比例为15%时,压缩强度最小,仅为0.26 MPa。
激光技术 选择性激光烧结 工艺参数 多孔支架 压缩强度 中国激光
2019, 46(11): 1102003
