人造骨杨氏弹性模量的测量与材料物理稳定性的研究
第27卷第5期 2008年5月
实验室研究与探索
RESEARCHANDEXPLORATIONINLABORATORY
Vo.l27No.5
May2008
人造骨杨氏弹性模量的测量与材料物理稳定性的研究
刘 盈, 曹正东, 陆申龙
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(1.同济大学物理系,上海200092;2.复旦大学物理系,上海200433)
摘 要:人造骨是骨科治疗中的新材料,将该材料引入到弯曲法测杨氏模量中,可作为医用物理设计性实验。对人造骨材料杨氏弹性模量测量结果发现其值与生物骨参数较为一致,生物相容性好。笔者还研究了它与湿度、温度及生理盐水浸泡的关系,数据表明该材料的物理稳定性极好。
关键词:人造骨;杨氏弹性模量;霍尔位置传感器;医用物理实验
中图分类号:O4 33 文献标识码:A 文章编号:1006-7167(2008)05-0039-04
MeasurementofYoung sElasticModulusofArtificialBoneandStudyonPhysicalStabilityoftheMaterial
LIUYing, CAOZheng dong, LUShen long
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(1.DepartmentofPhysics,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.DepartmentofPhysics,FudanUniversity,Shanghai200433,China)
Abstract:Artificialboneisakindofnewmaterialinorthopedictherapy.InductingthismaterialinthemeasurementofYoung selasticmoduluswithbendingmethodcanbeusedasmedicalphysicsdesignexperimen.tThemeasurementresultsoftheYoung selasticmodulusofartificialbonearecoincidedwiththatofbiologicalbone,andindicatethatit
hasfinebiocompatibility.TherelationshipbetweenYoung smodulusandtemperature,humidityorimmersioninphysi ologicsaline,eywords:artificialbone;Young selasticmodulus;Hallpositionsensor;medicalphysicsexperimentCLCnumber:O4 33 Documentcode:A ArticleID:1006-7167(2008)05-0039-04
1 引 言
杨氏模量是描述固体材料抵抗形变能力的物理量,是科研、生产中选择适当材料的重要依据。而测定杨氏弹性模量是理工科物理实验的经典实验,该实验方法和实验内容极具代表性。为适应近年来医用物理实验改革与发展,现将原实验进行改进,在原有实验仪器设备上添加新材料、新方法,达到与医学应用紧密结合的目的
[1]
人造骨(PEEK)材料的杨氏弹性模量测定,并改变实验环境来验证其良好的生物相容性。对于医学类本科
学生来说,该实验可以训练基本物理量的测量思想,认识弹性模量、应力、应变等基本概念,掌握简单生理环境的模拟,并掌握逐差法、最小二乘法等数据处理方[2]
法。该实验可以优化实验室资源配置,提高实验课程的教学质量。现已在复旦大学物理实验中心开设本实验,广泛受到师生好评。
。本实验就是利用霍尔位置传感器进行
2 人造骨简介
聚醚醚酮(PEEK)是一种全芳香半结晶性高聚物,具有多种优良的综合性能:对氧高度稳定,具有坚韧、高强度、高刚性和耐蠕变的特点,有突出的抗疲劳性和生物相容性。高性能碳纤维增强PEEK复合材料聚合物可以作为金属材料的替代物而应用于骨科治疗,如作为假体植入人体,替代原有的下颌骨,腰椎等。
收稿日期:2007-07-24
作者简介:刘 盈(1984-),女,北京人,在读本科生。Te:l13761099070;E mai:ldekyo@
通信作者:曹正东(1948-),男,江苏兴化人,副教授,主要研究方向物理实验教学。Te:l65989017.
陆申龙(1940-),男,浙江宁波人,教授,主要研究方向计量学,科Te:l
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