开发生物灵感的耐损坏酸散装材料

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 材料工程 材料工程 材料工程
• 整形外科植入物 整形外科植入物

背景情况:

• 陶人造骨头,如酸 (HAp),对于长期的体内应用至关重要,但患有脆性和低损伤耐受性.
• 提高这些材料的机械性能对于提高其可靠性和防止灾难性故障至关重要.

研究的目的:

• 合成高耐损坏的酸基材料,使用生物灵感设计为新型人工骨头.
• 评估开发的复合材料的机械性能和体外无酸盐形成能力.

主要方法:

• 通过对八酸紧的热处理,合成酸 (HAp) /β-三酸/火溶性碳复合物.
• 复合材料的微观结构,机械性能 (曲应力,应变,扬模量,维克尔硬度) 的表征,以及在模拟体液中体外酸盐形成的能力.

主要成果:

• 该复合材料呈现出一种生物灵感的和砂微结构,导致无脆性骨折的优良损伤耐受性.
• 机械性能包括最大曲应力为11.7 MPa,最大曲应力为2.8 × 10−2,Young模量为5.3 GPa,维克尔硬度为11.7 kgf/mm2.
• 与纯HAp和八酸样本相比,该材料显示了较低的模和较高的骨折应变,以及经过 in vitro 验证的 apatite 形成能力.

结论:

• 与传统的陶骨材料相比,生物灵感复合材料设计显著提高了损伤耐受性和机械性能.
• 这种新型材料对制造适合长期植入的高度可靠的人造骨具有前景.