硕士论文-纳米晶体钛表面生物改性薄膜TiO2制备研究

江苏大学硕士学位论文纳米晶体钛表面生物改性薄膜TiO,2制备研究姓名：赵光伟申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：邵红红20090526纳米晶体钛表面生物改性薄膜TiO,2制备研究作者：赵光伟学位授予单位：江苏大学相似文献(2条)1.学位论文梁栋科血管内支架的加工及其力学性能的分析与评价2005血管内支架目前主要是采用生物医用金属材料，经过特殊的加工制造手段精制而成的一种专门用于治疗人体血管管腔狭窄或闭塞的管状器件。迄今为止，临床上应用最广的当属冠状动脉支架与外周血管支架。支架不仅要求其材料具有良好的生物相容性，而且对其加工处理工艺也有着非常严格的要求。针对目前国内还不能真正实现支架国产化的现状，本文首先从技术工艺的角度解决了支架加工与后处理过程中的关键问题；另外，为保证支架良好的使用效果，本文还从支架的性能分析出发，对自加工支架与临床上常用的几大类支架的主要性能进行了分析与比较，总结了影响支架力学性能的主要因素，得出了支架在体外与血管内植入的主要性能曲线与参数。这对于指导支架的国产化均具有重要意义。首先，本文介绍了支架加工技术的发展，以及目前激光雕刻支架对于设备与管材的性能要求。利用高功率光纤激光器解决了支架三维雕刻的问题，得出了不锈钢与镍钛合金支架相应的加工工艺参数。对于支架的后处理，主要介绍了酸洗、抛光、钝化对于支架表面粗糙度、耐蚀性以及血液相容性的影响。在本文工艺指导下，处理后的支架在表面质量方面已经达到甚至超过了进口支架的水平。其次，本文利用有限元技术分析了冠脉不锈钢支架的主要性能，并通过实验验证了有限元分析的可靠性。通过对六种支架在径向支撑力、柔顺性方面的性能分析，明确了支架在膨胀、压缩与弯曲过程中的主要承载部位，总结了支架性能差别的主要影响因素。本文利用超弹性材料模型模拟血管、粘塑性材料模型模拟血管内斑块，可以准确的描述支架在血管内的植入效果，如形态、内应力、回缩率等。通过支架在狭窄血管内植入的有限元分析，结果发现：支架膨胀后端部发生翘起，血管内的应力情况进一步证实，翘起的端部可能损伤血管内膜，这对解释临床上大量再狭窄容易在支架端部发生有一定的帮助作用。另外，定量研究表明：球囊-支架-斑块-血管模型(模拟支架植入术)的回缩率要明显高于球囊-支架模型(模拟支架自身)的回缩率(12.3﹪to3.1﹪)，但由于支架的径向支撑能力，使得球囊-支架-斑块-血管模型的回缩率要明显低于球囊-斑块-血管模型(模拟PTCA)(12.3﹪to22.9﹪)，以上结果都是与临床研究的结果相一致的。对于镍钛合金支架，由于镍钛合金高度非线性的应力-应变关系，如何对其性能进行分析与评价一直是设计人员所面临的主要问题。本文介绍了有限元技术中镍钛合金材料模型的建立方法，通过对不同设计镍钛合金支架的有限元分析发现：支架筋宽与壁厚是影响支架径向支撑力、柔顺性的主要因素，但两者的影响程度不尽相同。通过对镍钛合金支架在血管内植入的模拟分析发现：支架释放后，对应的支架内应力水平只有300MPa左右，远远小于不锈钢支架600～700MPa之间的应力水平。因此，镍钛合金支架的顺应性更好，对血管的刺激也更小，这对于提高支架的远期植入效果将有很大的帮助。值得注意的是，支架植入不仅会产生血管内应力，造成血管损伤，而且对血流动力学也将造成影响。临床与动物实验都已经证明，支架植入能够影响支架附近的血液流动方式，随之相关的流体力学环境的改变对受损内膜的修复、支架内再狭窄的产生等方面均带来一定的影响。因此，本文还从计算流体动力学的角度，分析了管腔狭窄与支架植入对于血流情况的影响。结果发现：血管管腔狭窄，导致狭窄部位的血流速度明显加快，血流对血管壁的冲刷能力提高，壁面剪应力过高，这容易导致动脉粥样硬化斑块的进一步发展，甚至血栓形成；而血管管腔狭窄的出口部位存在明显的血流淤滞区(流动停滞区)，这容易引起血小板与血浆脂质等物质的聚集，导致血凝块形成，进而纤维化、钙化，这也将导致粥样硬化斑块的进一步增生；支架植入使得支架附近的血管壁存在明显的低剪应力区，而壁面低剪应力区的面积随着支架设计、支架筋与筋间尺寸的变化将产生明显的不同，这进一步说明计算流体动力学研究对于支架性能分析与评价的重要性。2.学位论文黄菊Ti6Al4V合金表面Si-N（O）薄膜的制备及性能研究2008随着人口老龄化日益加速，心血管疾病发生率不断上升，对人工心脏瓣膜、血管支架等的需求量不断增加。而心血管植入材料的耐用性和抗血栓能力一直是研究者研究开发新材料面临的关键问题。表面改性（表面覆膜）技术是改善金属生物材料血液相容性的常用方法。前期研究表明Si—N（O）系薄膜的抗凝血性能可与低温热解碳（LTIC）相比，可尝试将该薄膜用作生物医用金属材料的表面改性。本论文较为系统地研究了Si—N（O）系薄膜的成分、结构、力学性能及血液相容性，并探讨了设备优化和沉积控制对薄膜成分、结构及薄膜性能的影响。最后还对Si—N（O）系薄膜改性钛合金的抗凝血性能做了体内评价。本文采用脉冲非平衡磁控溅射法，通过设备优化和沉积控制，在Ti6A14V合金和单晶硅片上制备出具有不同成分、结构和性能的Si—N（O）薄膜。使用X射线光电子能谱（XPS）和傅立叶变换红外吸收光谱（FTIR）对薄膜的成分结构进行了表征。利用AMBIOSXP—2台阶仪测量薄膜厚度，JP—82接触角测量仪检测薄膜亲疏水性。采用HXD—1000knoop显微硬度仪、WS—97划痕试验机和CSEM球盘摩擦磨损试验机研究了薄膜的机械性能。血小板试验及动物试验用以评价薄膜的抗凝血性能。通过四轮优化，排除真空室内附件析氧等不利因素，提高本底真空度，明显降低了薄膜中O原子含量。薄膜中N原子含量随N2流量的增加和本底真空度的提高而增加。XPS结构分析表明，N原子含量较低时，Si的键合结构以Si和SiOx（x≤2）键合结构为主，随着N原子含量增加，Si3N4键合结构所占比例明显增加，形成以Si3N4键合结构为主的薄膜。Si—N（O）薄膜的力学性能结果表明：含氧量低的覆膜样品硬度更大，相应地耐磨性更好。随着N原子含量的增加，薄膜中Si的键合结构逐渐过渡到以Si3N4键合结构为主，有利于覆膜样品硬度的提高，从而改善了薄膜样品的耐磨性。Si—N（O）系薄膜的抗凝血性能与LTIC相当，薄膜差异不大。体内试验证实本试验制备的Si—N（O）薄膜具有一定的抗凝血性能。本文链接：授权使用：上海海事大学(wflshyxy)，授权号：f190cb41-06d5-4e73-87f1-9dfc0117c196下载时间：2010年9月25日