导读:本文包含了微纳生物制造论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:激光加工,微纳米结构,仿生设计,钛合金
微纳生物制造论文文献综述
刘楠[1]（2019）在《钛基人工骨表面微纳结构设计制造及其生物相容性的研究》一文中研究指出钛合金材料因其良好的机械力学性能以及生物相容性而被广泛的应用于人工骨植入领域。但钛合金材料存在生物惰性,植入人体后,不易与骨组织形成稳定可靠的生物键合,使植入体周围发生炎症,更有甚者引起植入体脱落,导致植入失败,因此,提升钛合金材料与骨组织的结合能力成为植入体领域研究的热点。为提升植入体与骨组织的结合强度,本课题依据仿生学原理,结合树蛙脚掌皮肤具有粘附性的特点,在钛合金表面设计出仿树蛙脚掌皮肤形貌的六边形微纳米组合结构。为实现所设计微纳米组合结构的制备,本课题通过光纤激光和化学处理、光纤激光和飞秒激光加工等方法制备微纳米组合结构,并通过体外模拟体液浸泡实验研究不同表面微结构的生物活性。为进一步提升生物活性,利用激光熔覆法在钛合金人工骨表面制备线阵列分布的钛酸钙涂层。通过对该仿生微纳米结构的设计、制造以及生物活性研究,获得以下结论:(1)通过对人工骨骼结构特点以及树蛙脚掌皮肤形貌的分析,仿生设计出六边形微纳米组合结构,其中微六边形边长150~300?m,六边形间沟槽宽100?m,纳米孔洞尺寸为10~150nm。(2)通过对光纤激光器加工钛合金表面影响参数的研究得到功率、速度和脉冲频率与微沟槽形貌、深度的关系,根据所设计沟槽尺寸的要求,选用功率P=14W,速度V=0.2m/min,脉冲频率f=1000Hz进行微六边形结构的加工。(3)通过化学法和飞秒激光加工法构建纳米尺度结构,并通过扫描电子显微镜、超景深显微镜以及X射线衍射仪等对加工表面进行表征及分析。结果表明,多重酸蚀法能够有效去除光纤激光加工产生的重铸层,在微六边形结构上生成纳米结构;碱热和酸碱热法能够在钛合金表面生成钛酸盐层和稳定的表面多孔结构,并在微米级结构上生成纳米尺度结构;飞秒激光加工法可在钛合金表面制备规则形貌的纳米结构,获得微纳米组合结构。(4)通过接触角实验分析不同微纳米结构表面浸润性。结果表明,微六边形结构上通过酸碱热法构建的微纳米组合结构接触角最小,为20.9°~25.9°,该结构浸润性最好,表面能最高。(5)通过模拟体液浸泡实验评价不同微纳米结构表面的生物活性。结果表明,微六边结构上通过酸碱热法构建的微纳米组合结构质量增重比最高,为2.001%~2.93%,该结构有利于羟基磷灰石沉积,具有较好生物活性。(6)通过激光熔覆法制备的线型涂层中,浸泡法加工效果好,其中,羟基磷灰石粉(单位:g)与去离子水(单位:mL)混合比1:5,羟基磷灰石水溶液液面高出加工平面0.08mm,钛合金表面距离激光焦点1mm时,样品表面生成CaTiO_3最多,制备的涂层效果最好。本课题通过在钛合金表面构建仿树蛙脚掌皮肤形貌的六边形微纳米组合结构以及钛酸钙涂层,解决了植入体与骨组织结合不牢固的问题。课题的研究为提升钛合金表面生物活性奠定了基础,为仿生学与植入骨领域的结合奠定了理论基础,有利于提升骨植入的成功率,有利于人民幸福生活的提高。(本文来源于《陕西科技大学》期刊2019-03-01）
王滕[2]（2017）在《钛合金植入体微纳双级结构表面设计制造及其生物相容性研究》一文中研究指出医用钛合金具有优异的力学性能、易加工性、低弹性模量、抗腐蚀性以及生物相容性,已被应用于制作牙种植体、人造关节等替代材料。然而,通过临床应用发现,钛合金植入体植入人体后与周围骨组织整合性较差,易出现植入体松动并引发炎症,导致植入的失败。鉴于此,为了提高钛合金植入体诱导骨整合性能,促进植入体与周围骨组织更好地结合,钛合金植入体在植入人体之前需要进行必要的表面处理。天然骨表面由宏观结构和微纳米结构组合而成,因此从仿生学的角度研究可知,改变钛合金植入体表面微纳形貌可以提高植入体与骨组织的结合能力,提高钛合金植入体的力学性能和生物学性能。目前,植入体表面微纳结构改性已成为提高植入体表面生物学性能的主要措施之一。本文通过在钛合金表面构建微纳米双级结构,提高钛合金的力学性能和生物学性能。首先,通过微细铣削和碱热处理在钛合金表面构建微纳双级结构并对其进行生物学评价。利用微细铣削和碱热处理相结合的方法在医用钛合金表面构建具有金字塔微结构和纳米网格的微纳双级结构。通过扫描电子显微镜(SEM)、激光显微镜(LSM)、接触角测量仪对表面结构进行表征。通过细胞体外实验,对植入体生物活性进行深入研究,包括细胞形态观察、细胞增殖、碱性磷酸酶活性检测、骨钙素和骨桥蛋白染色观察、细胞矿化定量检测。结果表明,微纳米双级结构有助于小鼠成骨细胞(MC3T3s)的伸展、增殖和分化。其次,通过喷砂酸蚀处理方法并结合碱热处理在钛合金上构建微纳双级结构并进行生物学评价。利用喷砂酸蚀和碱热处理相结合的方法在医用钛合金表面构建具有微凹坑和纳米网格的微纳双级结构。通过SEM、LSM、接触角测量仪、X射线衍射仪(XRD)对表面结构进行表征。通过细胞体外实验,对植入体生物活性进行深入研究。结果表明,与光滑表面、微结构表面和纳米结构表面相比,具有微纳米双级结构的钛合金具有更好的生物相容性,对MC3T3s增殖和分化具有更好的促进作用。最后,通过离子置换构建具有钙镁离子的微纳双级结构并验证其对细胞生物活性协同影响。以微纳结构为基体,通过置换反应获得分别具有钙离子和镁离子的微纳米双级结构。通过X射线光电子能谱分析(XPS)检测可知,微纳结构本身的钠离子分别被钙镁离子完全置换。通过后期细胞体外实验,与具有钠离子的微纳结构相比,具有钙镁离子的微纳结构表面明显地促进细胞的生长和分化。同时,具有钙离子的微纳结构比具有镁离子的微纳结构对于细胞的生长表现出更强的促进作用。(本文来源于《山东大学》期刊2017-05-20）
门博[3]（2015）在《钛合金表面微纳结构设计制造及其生物活性研究》一文中研究指出生物医用钛合金因具有良好的物理力学性能,是目前应用最广泛的植入体材料。但钛合金表面具有生物惰性,导致植入体与周围组织结合速度慢、结合不够牢固,因此,改进钛合金植入体与人体的结合能力成为植入体应用中的关键问题。钛合金表面形貌影响到植入体与人体组织的结合,本文针对钛合金表面微纳结构的设计制造及其生物活性进行了系统研究。基于仿生理论研究了植入体表面微纳结构的尺度范围。通过对天然骨的表面结构进行表征发现：天然骨表面具有微凹坑和微沟槽等不规则结构,微凹坑直径50-200μm、深度30～50μm,微沟槽的宽度10～100μmm,组成骨的无机物颗粒尺寸则为纳米级。因此所设计的表面微凹坑直径为100μ,m,间距300gm,同时确定了纳米级结构尺度范围为1-100nm。研究了钛合金表面微米级微坑阵列结构的构建方法。分析了激光加工钛合金表面的影响参数,通过激光加工实验得到Q频率和电流与微凹坑形貌、深度的关系,确定表面微结构激光加工的优化参数为电流13A,Q频率3KHz。研究了多重酸蚀构建纳米尺度结构的方法。研究表明酸蚀不仅可将激光加工产生的熔渣完全去除,还可以在微米级阵列基础上生成纳米尺度结构,获得微纳复合结构表面。并通过超景深显微镜系统、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)和能谱分析(Energy Dispersive Spectrometer, EDS)等对表面进行表征及分析。研究了钛合金微纳结构表面的生物活性。通过模拟体液浸泡和细胞培养实验评价了多种表面的生物活性。发现激光加工加酸蚀处理获得的微纳结构表面有利于细胞的黏附和增殖,细胞铺展良好,伸出大量的丝状伪足与材料表面紧紧贴附,说明微纳复合结构表面具有较高的生物活性。(本文来源于《山东大学》期刊2015-05-22）
陈勇[4]（2014）在《微纳制造、微流控及生物介观仿真》一文中研究指出首先解释了生物介观仿真的重要性,然后简要介绍了生物介观仿真的两个基本方法,即微纳制造和微流控技术,并描述了将这两种技术应用于生物介观仿真的几个例子。鉴于生命科学中各学科领域的飞速发展,相信发展以微纳制造和微流控技术为基础的介观仿真工程对基础和应用研究都会有很大的推动。(本文来源于《江汉大学学报(自然科学版)》期刊2014年03期）
[5]（2013）在《江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室》一文中研究指出江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室建在东南大学机械学院,以微纳生物医疗器械的设计理论、制造工艺、性能检测等共性关键技术为主要研究方向,研制具有自主知识产权的微纳医疗器械产品,制定相关标(本文来源于《机械设计与制造工程》期刊2013年03期）
[6]（2013）在《江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室》一文中研究指出江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室建在东南大学机械学院,以微纳生物医疗器械的设计理论、制造工艺、性能检测等共性关键技术为主要研究方向,研制具有自主知识产权的微纳医疗器械产品,制定相关标准,不断提升江苏微纳医疗器械制造企业的创新能力和核心竞争力。(本文来源于《机械设计与制造工程》期刊2013年01期）
张德远,王瑜,蔡军,潘骏峰,姜兴刚[7]（2012）在《基于硅藻微纳结构的生物制造》一文中研究指出硅藻壳体(细胞壁)具有独特的微纳米结构,是一种新兴的生物功能材料.现有研究多直接利用硅藻壳体原有结构,使硅藻器件功能范围窄、结构规模单一.本文从制造角度介绍硅藻壳体的形体、材质特性与结构,结合最新研究报道论述对壳体进行结构提取与微加工、改质处理、与器件的装配连接、排列定位与组装的方法与技术可行性,目的是拓展壳体的功能,满足更多微器件的设计要求.最后以基于硅藻的生物检测器件和光敏染料太阳能电池为例,展示硅藻微器件应用的潜力,展望基于硅藻的生物制造技术发展.(本文来源于《科学通报》期刊2012年24期）
微纳生物制造论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
医用钛合金具有优异的力学性能、易加工性、低弹性模量、抗腐蚀性以及生物相容性,已被应用于制作牙种植体、人造关节等替代材料。然而,通过临床应用发现,钛合金植入体植入人体后与周围骨组织整合性较差,易出现植入体松动并引发炎症,导致植入的失败。鉴于此,为了提高钛合金植入体诱导骨整合性能,促进植入体与周围骨组织更好地结合,钛合金植入体在植入人体之前需要进行必要的表面处理。天然骨表面由宏观结构和微纳米结构组合而成,因此从仿生学的角度研究可知,改变钛合金植入体表面微纳形貌可以提高植入体与骨组织的结合能力,提高钛合金植入体的力学性能和生物学性能。目前,植入体表面微纳结构改性已成为提高植入体表面生物学性能的主要措施之一。本文通过在钛合金表面构建微纳米双级结构,提高钛合金的力学性能和生物学性能。首先,通过微细铣削和碱热处理在钛合金表面构建微纳双级结构并对其进行生物学评价。利用微细铣削和碱热处理相结合的方法在医用钛合金表面构建具有金字塔微结构和纳米网格的微纳双级结构。通过扫描电子显微镜(SEM)、激光显微镜(LSM)、接触角测量仪对表面结构进行表征。通过细胞体外实验,对植入体生物活性进行深入研究,包括细胞形态观察、细胞增殖、碱性磷酸酶活性检测、骨钙素和骨桥蛋白染色观察、细胞矿化定量检测。结果表明,微纳米双级结构有助于小鼠成骨细胞(MC3T3s)的伸展、增殖和分化。其次,通过喷砂酸蚀处理方法并结合碱热处理在钛合金上构建微纳双级结构并进行生物学评价。利用喷砂酸蚀和碱热处理相结合的方法在医用钛合金表面构建具有微凹坑和纳米网格的微纳双级结构。通过SEM、LSM、接触角测量仪、X射线衍射仪(XRD)对表面结构进行表征。通过细胞体外实验,对植入体生物活性进行深入研究。结果表明,与光滑表面、微结构表面和纳米结构表面相比,具有微纳米双级结构的钛合金具有更好的生物相容性,对MC3T3s增殖和分化具有更好的促进作用。最后,通过离子置换构建具有钙镁离子的微纳双级结构并验证其对细胞生物活性协同影响。以微纳结构为基体,通过置换反应获得分别具有钙离子和镁离子的微纳米双级结构。通过X射线光电子能谱分析(XPS)检测可知,微纳结构本身的钠离子分别被钙镁离子完全置换。通过后期细胞体外实验,与具有钠离子的微纳结构相比,具有钙镁离子的微纳结构表面明显地促进细胞的生长和分化。同时,具有钙离子的微纳结构比具有镁离子的微纳结构对于细胞的生长表现出更强的促进作用。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
微纳生物制造论文参考文献
[1].刘楠.钛基人工骨表面微纳结构设计制造及其生物相容性的研究[D].陕西科技大学.2019
[2].王滕.钛合金植入体微纳双级结构表面设计制造及其生物相容性研究[D].山东大学.2017
[3].门博.钛合金表面微纳结构设计制造及其生物活性研究[D].山东大学.2015
[4].陈勇.微纳制造、微流控及生物介观仿真[J].江汉大学学报(自然科学版).2014
[5]..江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室[J].机械设计与制造工程.2013
[6]..江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室[J].机械设计与制造工程.2013
[7].张德远,王瑜,蔡军,潘骏峰,姜兴刚.基于硅藻微纳结构的生物制造[J].科学通报.2012