鉆頭表面改性對骨骼切削熱影響的實驗研究

鉆頭表面改性對骨骼切削熱影響的實驗研究

摘    要

骨骼鉆削是骨科、顱頜面外科、口腔科等手術的最基本、最常見的手術操作方式之一。但是在骨骼鉆削過程中會有大量的切削熱產生，又由于骨骼是不良的熱傳導體，因此骨骼鉆削過程中產生的熱量是不容易消散的，而當骨組織溫度超過一定閾值的時候就會造成不可逆的熱損傷。因此，研究骨骼切削熱的產生機理及影響因素，探索一種行之有效的骨骼切削熱降低方法具有非常重要的意義和應用前景。表面改性技術是通過機械、物理、化學等方法來改變材料表面的形貌、化學成分、相組成、微觀結構、缺陷狀態或應力狀態，使材料表面具有較本體更好的機械性能。本實驗中應用了兩種表面改性技術：Ta-C(非晶鉆石薄膜)涂層技術和等離子處理技術，經實驗研究Ta-C涂層可以增大材料的表面硬度和導熱性，而等離子處理后的材料表面親水性大大提高進而在其表面形成水膜。到目前為止，關于骨骼鉆削中切削熱影響因素的研究幾乎沒有改變鉆頭表面性質從而降低骨骼切削熱的論述，本研究著眼于材料科學、機械技術與生物科學的交叉點，從改變鉆頭的表面性質出發，將Ta-C涂層技術和等離子處理技術應用于骨骼鉆削中，通過實驗研究驗證鉆頭表面改性對降低骨骼切削熱的有效性，同時探索研究對切削熱的更精確實時測量。通過本研究可以為骨骼鉆削中器材的優化提供基礎。

關鍵詞：骨骼切削熱，表面改性，Ta-C涂層，等離子處理

Abstract

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目    錄

1. 緒論1

1.1課題背景及目的：1

1.2國內外研究狀況：2

1.2.1 關于骨骼鉆削的研究:2

1.2.2 關于表面改性對骨骼切削熱的影響8

1.3課題研究方法11

1.3.1骨骼鉆削實驗平臺優化11

1.3.2 鉆頭等離子處理對骨骼鉆削切削溫度的影響研究11

1.3.3 鉆頭ta-C涂層對骨骼鉆削切削溫度的影響研究11

1.4論文構成及研究內容11

2. 骨骼鉆削平臺優化及預實驗13

2.1 實驗平臺的優化13

2.1.1原實驗平臺所用的設備13

2.1.2實驗平臺的優化16

2.2 等離子處理的預實驗18

2.3 骨鉆削預實驗21

2.3.1 骨樣本的選擇21

2.3.2 骨骼鉆削參數優化22

3. 骨骼鉆削實驗23

3.1 實驗流程23

3.2 實驗結果24

3.2.1 普通鉆頭的實驗結果24

3.2.2 等離子處理鉆頭的實驗結果24

3.2.3 Ta-C 涂層鉆頭的實驗結果24

3.2.4  Ta-C 涂層后等離子處理鉆頭的實驗結果25

結  論26

致  謝27

參考文獻28