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铁(Fe)及其合金近年来已发展成为一种新型的骨科生物可降解生物材料。生物可降解多孔骨植入物的设计是在体内逐渐降解,同时促进骨组织的完全再生,特别适合于种植体暂时功能的应用,如骨折修复和骨缺损重建。生物可降解(多孔)植入物的使用显著降低永久性植入物长期存在于体内时可能发生的不良异物反应的风险,并消除长期植入物相关感染的风险。然而,它们的腐蚀疲劳行为尚未得到研究。
基于此,荷兰代尔夫特理工大学Niko E. Putra及其团队首次研究了挤压多孔Fe35Mn合金在空气中循环加载和修正后的模拟体液(rSBF)中的腐蚀疲劳行为,包括疲劳裂纹在多孔结构中的形态和分布。
本文要点:
(1)样品在空气和r-SBF中表现出高水平的疲劳性能。
(2)生物降解使样品的疲劳强度从90 %降低到60 %。然而,即使在rSBF中,多孔Fe35Mn合金仍然在其屈服强度的90 %下承受高达100万次循环的循环加载。
(3)疲劳裂纹起始于样品外围,并通过支柱传播;一旦应变达到5%,样品上随机出现裂纹。
综上,尽管存在生物降解和循环载荷的相互作用,但挤压多孔Fe35Mn合金的耐腐蚀疲劳性仍保持在一个较高的水平,有望作为承受压缩载荷的骨小梁替代材料。
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