根据该杂志上最新的研究,多孔功能分级陶瓷(多孔FGC)具有克服有限的机械能力,可克服有限的机械能力,可用作骨移植的均匀渗透性生物陶瓷。陶瓷。
学习:具有集成界面纹理的多孔功能分级生物陶瓷。图片来源:sgr/shutterstock.com
生物陶瓷简介
生物陶瓷是由可生物降解的陶瓷材料和生物玻璃制成的一种合成聚合物,磷酸钙和氧化铝,还有其他一些是著名的。多年来,生物陶瓷在人体内有效地采用了。
尽管它们可能适合于各种关键目的,例如髋关节置换和扩展用作涂料,但它们通常受雇于手术治疗和牙科。该类别中的物质通常在组成方面更加坚硬,尽管依靠使用,但它们可能被紧紧填充或高度多孔。
多孔生物陶瓷
多孔的生物陶瓷经过广泛研究,以满足人口转移引起的骨骼替代材料的日益增长的需求。欧洲杯足球竞彩穿孔陶瓷的品质受到其微孔特性的严重影响,这些特性由开口的整体渗透率,直径,几何形状,互连和分散。
例如,通过开发极端不对称的单向孔结构,对整个样品的孔分布进行了靶向调节,这为达到出色的拉伸质量提供了最大的希望。
多孔陶瓷FGC最近作为下一代生物材料引起了兴趣,以解决同质物质中紧密包装和可渗透的陶瓷的好处,以解决同质多孔陶瓷的机械缺点。欧洲杯足球竞彩
半微粒仪(A – C)显示了单个接口纹理的微观结构和理想可实现的形态(非纹理,平面参考(a); 2d-linear Wave(b); 3D高斯山丘(C)对重建的µCT图像(C – F)的光学引用。µCT图像可视化孔隙率与0和30 vol%的孔形成器配对的界面质地的真实3D微观结构和形态。三种纹理类型,每个界面均使用半透明线条进行着色。图片来源:Biggemann,J。等,陶瓷
经常通过改变用于均质多孔陶瓷的常规制造程序(例如反应性模板,直接泡沫,冻结铸造等)来产生分级的孔隙率。
生物陶瓷的局限性
以多孔形式制造的所有磷酸钙生物陶瓷的低拉伸质量(脆性,低拉伸强度)将其医疗用法限制为骨骼的非骨骼负荷片段。修改机制正在迅速开发以增强其机械性能。
最新发现
在最新的研究中,使用两步的微型转移过程补充了额外的牺牲孔形成器,创建了具有分级渗透性和掺入的室间构图的氧化铝(AL2O3)和羟基磷灰石(HAP)生物陶瓷。
扫描电子显微镜用于分析具有不同多孔耦合的3种纹理样式的HAP和AL2O3接口晶体结构。
已经发现,无论在每个底物中的孔前浓度如何,都可以在所有多孔组合的整个样品横截面(4 mm 3 mm)上建立物质到固定耦合。次级铸造阶段的工作参数(温度,频率)至关重要,必须对标本形状进行实验量身定制,以使表面之间有足够的键合,并防止在温暖的第一层中设计分层或裂纹开发。
多孔功能分级Al的微观结构2o3带有集成界面文本的陶瓷(多孔FGC)。Yz平面的二维SEM横截面显示了各种孔隙率配对的界面(用橙色箭头标记,在橙色盒中显示较大的放大倍率)。每个图像上方的数字代表每一层中的孔形成器的量,Sem-Micrographs的灰色对应于陶瓷矩阵,而黑色对应于球形孔。对于孔隙率差异∆P> 20 vol%不连续(左色谱柱),而对于小孔隙率差异ΔP<10 vol%连续梯度(中间柱)。右列显示了三个实现的界面纹理:平面非纹理参考(a),二维线性波(B)和三维高斯山丘(C)。图片来源:Biggemann,J。等人,陶瓷
当将渗透率差异降低到∆P≤10 vol百分比时,水平之间的界面变得不清楚且一致,从而导致梯度连接。
关于机械强度的最新发现
对于均匀的多孔AL2O3和HAP,弹性模量和弯曲模量随着孔隙率的增加而呈指数降低。
与具有相同孔隙率相同的不均匀的多孔样品相比,Young的模量和弯曲强度在多孔FGC中的频率较小。
对于任何多孔FGC样品系列,机械变形均未在表面上形成,而是在4分弯曲构型的内部支撑跨度之间的多孔30 vol百分比中。
将多孔0/30 vol百分比的FGC样品的弯曲强度与具有30 Vol孔的孔形成的均匀多孔样品进行了比较。关于标准偏差的没有显着差异可以监视,所有FGCS系列均显示出相同的强度。
据确定,在存在裂缝之类的缺陷的情况下,改变接触拓扑具有增加多孔FGC耐磨损性和抗冲击力的能力。
简而言之VOL百分比)生成定义明确的多孔结构。对于所有孔隙率,不管使用的孔含量如何,都可以表现出无限制的组合性。
参考
Biggemann,J。等人,2021年。具有集成界面纹理的多孔功能分级生物陶瓷。陶瓷MDPI,第4(4)卷,第681-695页。可用网址:https://www.mdpi.com/2571-6131/4/48
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