新一代生物医学植入复合材料SEBM成形制备与功能化研究
批准号:
U19A2085
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
247.0 万元
负责人:
杨超
依托单位:
学科分类:
金属生物与仿生材料
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨超
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中文摘要
SEBM3D打印制备的Ti6Al4V合金骨科植入件存在大幅降低弹性模量、避免毒性元素、导向性构建多种生物学功能、表面功能化改性等尚需满足的性能和功能需求。因此,本项目瞄准含生物活性元素Si等的新一代生物医学植入件Ti合金,多要素综合分析构建高强度、低弹性模量β型Ti合金的成分设计理论;采用多目标优化函数,确立性能与功能驱动的本体致密、表面多级梯度孔径搭配的复合结构材料(简称“复合材料”)的模型优化设计方法;选择自主研制的小束斑SEBM装备,成形复合材料并揭示其缺陷抑制策略及组织性能调控机制;利用基于高级氧化的水热/溶剂热法,实现复合材料表面微/纳功能性分子筛涂层改性,并揭示其对组织再生微环境的构建及多种生物学功能的导向性作用机制。本项目在选题、学术思路与制备技术等方面极具创新性,将从合金设计理论、制备工艺机理、生物学机理等三方面突破新一代生物医学植入件复合材料临床应用的瓶颈。
英文摘要
Ti6Al4V orthopedic implants produced by 3D printing of SEBM (selective electron beam melting) have some performance and function requirements needed to be met, i.e., reducing largely elastic modulus, avoiding toxic elements, building orientedly multiple biological functions, modifying functionally alloys surface, etc. On this account, this project aims at the bioactive element Si-containing new-generation beta-type Ti alloys for biomedical implants, establishes composition design theory of beta-type Ti alloys with high strength and low elastic modulus by comprehensive analysis of multiple factors, founds optimized modeling design method derived by performance and function for multi-structure built materials (called multi-structure materials herein) combining nearly-full-density matrix with multimodal-gradient-pores surface microporous structure using multi-objective optimization function, forms multi-structure materials via self-developed small-spot SEBM equipment and further reveals their defect suppression strategies and microstructure-performance regulation mechanisms, prepares functional surface-modification layers of zeolites through hydrothermal/solvothermal method based on advanced oxidation, and finally clarifies the effects of multi-structure materials and their functional surface-modifications of zeolites on construction of tissue regeneration microenvironment and related orientedly built mechanism for multiple biological functions. In summary, this project is very innovative in topics, academic ideas and preparation technology, and can conquer the bottleneck of clinical application of the new-generation multi-structure materials for biomedical implants from three aspects of alloys design theory, preparation mechanism and biological mechanism.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.matdes.2021.110013
发表时间:2021-11
期刊:Materials & Design
影响因子:8.4
作者:T. Chen;J. A. Lin;W. Cai;Hongwei Ma;L. H. Liu;Zhuolin Wang;C. Yang
通讯作者:T. Chen;J. A. Lin;W. Cai;Hongwei Ma;L. H. Liu;Zhuolin Wang;C. Yang
DOI:10.1088/1742-6596/2044/1/012010
发表时间:2021
期刊:Journal of Physics: Conference Series
影响因子:--
作者:J.H. Wang;X. Luo;T. Song;C. Yang
通讯作者:C. Yang
DOI:10.1016/j.msea.2021.141352
发表时间:2021-06
期刊:Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing
影响因子:6.4
作者:Y. Zhou;D. W. Wang;L. Song;A. Mukhtar;D. Huang;C. Yang;Ming Yan
通讯作者:Y. Zhou;D. W. Wang;L. Song;A. Mukhtar;D. Huang;C. Yang;Ming Yan
DOI:10.1016/j.scriptamat.2020.10.035
发表时间:2021-03
期刊:Scripta Materialia
影响因子:6
作者:L. Kang;Y. Cai;Xubiao Luo;Zhi Li;X. B. Liu;Z. Wang;Yuda Li;C. Yang
通讯作者:L. Kang;Y. Cai;Xubiao Luo;Zhi Li;X. B. Liu;Z. Wang;Yuda Li;C. Yang
DOI:10.1007/s42235-020-0097-1
发表时间:2020-10
期刊:Journal of Bionic Engineering
影响因子:4
作者:Yongjie Wei;Yang Hu;Mingrui Li;Dongdong Li
通讯作者:Yongjie Wei;Yang Hu;Mingrui Li;Dongdong Li
基于宏微功能基元的4D打印NiTi合金制备研究
- 批准号:52371027
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:51万元
- 批准年份:2023
- 负责人:杨超
- 依托单位:
智能化可注射水凝胶在脓毒症治疗中的应用研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2021
- 负责人:杨超
- 依托单位:
基于共晶转变的高强韧双尺度结构钛合金半固态烧结制备研究
- 批准号:51574128
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:杨超
- 依托单位:
晶化相增强增韧金属玻璃基复合材料的SPS合成及其力学行为
- 批准号:50801028
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:杨超
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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