【摘 要】
:
钛合金因具有优异的机械性能、耐蚀性和生物相容性被广泛应用于医疗领域,但是钛合金属于生物惰性材料,耐磨性能较差,不具备抗菌性。在植入过程中患者会因受到感染导致手术失败。微弧氧化(micro-arc oxidation,MAO)是一种有效的在钛合金表面原位生长涂层的表面处理技术,电解质组成和浓度、电参数等对涂层性能起到重要作用。镓(Ga)有促成骨、抑制骨吸收和恶性组织增殖、抗感染和免疫调节等临床功效;
【基金项目】
:
国家自然科学基金“微量元素改性钛合金抗菌性生物活性涂层的制备及性能研究”(51661010); 国家自然科学基金“医用钛合金表面Ga-Se-Cu抗菌抗肿瘤涂层的制备及性能研究”(52061013); 江西省研究生创新专项资金“医用钛合金表面含镓涂层的制备及进入机制研究”(YC2020-S564);
论文部分内容阅读
钛合金因具有优异的机械性能、耐蚀性和生物相容性被广泛应用于医疗领域,但是钛合金属于生物惰性材料,耐磨性能较差,不具备抗菌性。在植入过程中患者会因受到感染导致手术失败。微弧氧化(micro-arc oxidation,MAO)是一种有效的在钛合金表面原位生长涂层的表面处理技术,电解质组成和浓度、电参数等对涂层性能起到重要作用。镓(Ga)有促成骨、抑制骨吸收和恶性组织增殖、抗感染和免疫调节等临床功效;硒(Se)是人体必需的微量元素,有抗菌和抗癌特性;铜(Cu)有抗菌、促成骨、促血管化等生物医学功能。本文使用硝酸镓(Ga(NO3)3)、亚硒酸钠(Na2Se O3)分别作为含Ga和Se电解质,植酸、磷酸钠(Na3PO4)、硅酸钠(Na2SiO3)和硫酸钠(Na2SO4)作为成膜剂,利用微弧氧化技术在钛合金表面制备含Ga或Se涂层,并研究了电解质组成和浓度对涂层性能影响。本论文主要开展了以下工作:(1)采用正交实验研究了Ga(NO3)3浓度,Na2SiO3浓度,Na2SO4浓度和氧化时间对氧化膜性能影响,结果表明Ga离子通过扩散和电迁移进入MAO涂层。Na2SiO3和Na3PO4相互竞争参与涂层形成,因此涂层中Si含量与P含量负相关;而P含量与Ga含量正相关。Ga元素在MAO涂层中的主要存在形式为Ga2O3和Ga PO4;Na2SO4、Na2SiO3和Na3PO4有利于形成微弧氧化膜,而Ga(NO3)3不利于成膜。(2)在含2 g/L Na2SO4,2 g/L Na2SiO3和3 g/L Na3PO4基本溶液中,研究1,2,3和4 g/L Ga(NO3)3对微弧氧化膜中Ga含量和表面形貌的影响。结果表明,Ga(NO3)3浓度能增加氧化膜中Ga含量。另外,Ga(NO3)3浓度越高,涂层厚度和粗糙度增加。(3)在含Na2Se O3和乙二胺四乙酸二钠铜溶液(EDTA-Cu Na2)中,采用微弧氧化制备了含Se、Cu微弧氧化膜。结果表明Na2Se O3浓度对涂层表面形貌,成分和涂层厚度影响很大。随着Na2Se O3浓度增加,涂层Se含量和厚度增加,涂层的表面形貌变得更粗糙,且出现了裂纹。涂层中Se含量最高为2.06 at.%,硒元素在涂层中以单质Se和Se O2形式存在;Cu以CuO和Cu2O形式存在。
其他文献
癌症成为我国死亡病例的首要原因,研发癌症治疗剂任重道远。PI3K/AKT/mTOR通路在人类癌症中易发生信号失调,因此研发阻断PI3K和mTOR的抗癌药物成为重要目标。近年,多种靶向PI3K和mTOR的抑制剂在临床治疗中具有显著疗效。其中,PI3K抑制剂GDC-0941口服有效且药代动力学性质良好。然而作为单抑制的GDC-0941产生的耐药性和副作用是不可忽视的。因此,本论文以GDC-0941为设
本征自修复作为一种仿生技术,能够实现材料或器件裂纹的自行修复从而保证它们的安全性并延长寿命,因此该技术与材料电学功能性的结合在无机或有机电子领域受到越来越多的关注。目前,导电自修复材料的制备主要基于本征自修复聚合物和无机导电填料的复合。如何实现各复合单元材料之间的有效兼容、复合体系导电性和自修复性的协同,以及温和的自修复条件等一直是本领域研究的核心和亟待解决的难题。聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PE
复合贵金属纳米颗粒,由于不同结构和组分之间的协同效应会产生一些不同于单一贵金属纳米颗粒的光学、磁学和电学性能。将复合贵金属纳米颗粒制备成规整有序的阵列结构,除了颗粒之间的耦合作用,还具有良好的性能重现性和操作一致性,广泛应用于生化传感、防伪印刷和光热转化等领域。然而,目前复合贵金属纳米颗粒阵列的制备方法存在制备耗时久,设备昂贵,不易大面积制备等问题。本论文通过胶体晶体模板结合静电自组装技术、化学还
水系碱性电池在缓解能源短缺和环境污染问题上发挥着至关重要的作用。通过合理设计电极材料的微观结构可有效促进电子与离子传输能力,提高电极的实际比容量和稳定性,进而提高电池性能。由于高理论容量、氧化还原过程可逆、工作电位窗口宽、易于制备、环境友好的特点,电池型电极材料Bi2O3已被认为是有前景的电极材料。然而,由于其导电性差以及表面快速的氧化还原过程造成电容量和循环稳定性不足。理论上,理想的电容材料应具
单斜相BiVO4具有良好的可见光响应性以及合适的带隙和带边位置,但单组分BiVO4较快的光生载流子复合速率抑制了其可见光催化效率。构建异质结可有效提高光生电荷分离效率,进而增强光催化性能。本文通过构建三维(3D)多级结构BiVO4/ZnCr-LDH II型异质结,从空间上分离光生电子-空穴对,提高光生电荷迁移分离效率。另外,构建BiVO4/ZnCr-LDH异质结,还提高了BiVO4比表面积,拓宽了
米曲霉是一种常见的具有高分泌酶能力的真菌,是公认的食品安全生产菌株,已在传统发酵工业中获得广泛的应用。因此,关于提高米曲霉产量的研究备受重视,是米曲霉基础研究的重要领域,也是扩大米曲霉推广应用的关键技术难点之一,开展该方面的研究工作具有重要的科学与实际意义。本研究主要针对碳量子点(C QDs),ZnO,半胱氨酸修饰(L-cysteine,L-cys)的ZnO(LZO),ZnO:3.125%Ce 3
截止2020年,我国粗钢产量位居世界首位。巨大的粗钢轧制加工必然导致轧辊尤其是热轧辊的磨损失效和疲劳失效。热轧辊的修复再制造势在必行,其修复再制造方法将会影响热轧辊的使用寿命、粗钢的轧制质量和轧制企业的生产成本。利用等离子束进行轧辊熔覆或合金化处理具有操作简单、处理速度快、处理设备简单等优点。目前,等离子束熔覆或合金化处理在轧辊的修复再制造方面的领域应用越来越广,轧辊的等离子束修复方法越来越受到企
Re作为高熔点金属(3186℃),可与Co形成无限互溶的固溶体,Co-Re基合金的服役温度有望超过1200℃,近期备受关注。然而,合金中的Re极易形成挥发性Re O3。本文针对合金在恶劣环境中的服役要求,特别是Re元素易挥发问题,分别以Co-Re-Cr-Al和Co-Re-Cr-Si-Al模型合金为研究对象,详细考查了不同气氛下Co-Re基合金的高温氧化行为(1000-1300°C),并进一步探讨了
体裁教学法是一种教师在课堂教学中围绕语篇的图式结构,自觉运用体裁和体裁分析理论开展教学活动的教学方法。阅读是个复杂的过程,它以理解阅读材料所传递的信息为目的,除了涉及对句法、单词、语义等语言信息的加工处理外,还涉及对语篇知识、语境知识的掌握以及阅读策略的运用等。在英语阅读教学中运用体裁教学法,就是在分析语篇体裁的基础上,将阅读当成一种交际过程来开展教学活动。本研究采用质性研究和量化研究相结合的研究
ZnS纳米粒子作为一种新型半导体材料,有着独特的光学性能、电学性能以及生物相容性等,在众多领域有着极其重要的应用价值。然而,在生物应用领域,降低其生物毒性以及提高生物相容性是首要工作。本论文分别采用低温固相法和微生物法合成ZnS纳米粒子,并通过掺杂与表面修饰来改善其性能,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)和光致发光光谱(P