intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Bài giảng Cơ sở kỹ thuật y sinh: Chương 7 - TS. Huỳnh Quang Linh

Chia sẻ: Nguyễn Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

152
lượt xem
18
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 7 Vật liệu sinh học thuộc bài giảng Cơ sở kỹ thuật y sinh. Mục tiêu chương này mô tả các quá trình và tham số quan trọng của các vật liệu khác nhau, mô tả được các thử nghiệm cơ học khác nhau và giải thích được các dữ liệu, mô tả được sự khác nhau giữa các kim loại, gốm, polymer,...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở kỹ thuật y sinh: Chương 7 - TS. Huỳnh Quang Linh

  1. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Chương 7 Vật liệu sinh học Mục tiêu: n Mô tả được các quá trình và tham số quan trọng của các vật liệu khác nhau n Mô tả được các thử nghiệm cơ học khác nhau và giải thích được các dữ liệu n Mô tả được sự khác nhau giữa các kim loại, gốm, polymer n Mô tả một số kỹ thuật gia công được sử dụng để thay đổi các tính chất của vật liệu n Nhận biết được sự ngưng tụ và các phản ứng polymer hóa bổ xung n Định nghĩa được các polymer nhiệt và nhiệt dẻo n Tính toán khối lượng phân tử trung bình của một polymer n Tính toán mức độ polymer hóa cho một polymer Chương 7: Vật liệu sinh học
  2. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Mục tiêu (tt) : n Mô tả các đáp ứng sinh học đối vớc các vật liệu được cấy ghép n Mô tả các phương pháp chung để ước lượng khả năng tương tích sinh học Nội dung chính : n Giới thiệu và sự phân loại chung của các vật liệu n Các tính chất cơ học của vật liệu n Kết cấu và các đặc tính khác của vật liệu - Kim loại và hợp kim - Gốm và thủy tinh - Các polymer n Đáp ứng của mô đối với các vật liệu Chương 7: Vật liệu sinh học
  3. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Giới thiệu và sự phân loại chung của các vật liệu n Định nghĩa “vật liệu sinh học” n Liệt kê các quá trình, thông số và các công dụng y sinh chung của các vật liệu - Kim loại - Gốm - Polymer - Composit Chương 7: Vật liệu sinh học
  4. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Các tính chất cơ học của vật liệu n Sức bền vật liệu được mô tả chung bởi đường cong ứng suất-biến dạng Chương 7: Vật liệu sinh học
  5. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Các tính chất cơ học của vật liệu n Để xây dựng được biểu đồ này, một mẫu vật liệu được tạo hình xương chó được kéo căng ra bằng một máy thử nghiệm cơ học. Cung cấp một lực (Newton) cho mẫu vật này đo sự biến dạng của nó (theo mm). Ứng suất, (N/m2 hoặc là pascal), được tính bằng lực chia cho tiết diện cắt ngang ban đầu. Biến dạng, (%), được tính bằng sự thay đổi về chiếu dài chia cho chiều dài ban đầu Chương 7: Vật liệu sinh học
  6. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Các tính chất cơ học của vật liệu n Đối với biểu đồ bên: Vùng A= Vùng B= Điểm 1= Điểm 2= Điểm 3= Modun đàn hồi Young (E)= Chương 7: Vật liệu sinh học
  7. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Các tính chất cơ học của vật liệu n Các tính chất quan trọng khác của vật liệu bao gồm: - Độ cứng - Tính dẻo - Tính giòn - Tính bền - Sức bền mỏi (giới hạn chịu đựng) Chương 7: Vật liệu sinh học
  8. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Các tính chất cơ học của vật liệu n Các đường cong ứng suất-biến dạng có thể cung cấp thông tin về tính bền, tính giòn, tính dẻo… n Đường cong nào ở trên cho biết ứng sử của một vật liệu giòn? n Một vật liệu dễ uốn? Chương 7: Vật liệu sinh học
  9. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Các tính chất cơ học của vật liệu n Tại sao các ứng dụng sau đây là không tốt? • Sự thay thế mạch máu bằng một ống kim loại • Sự thay thế nhựa silicone cho dây chằng hay gân • Nhựa silicone dùng để nối các xương nứt gãy • Việc ghép da bằng gốm dẻo… Chương 7: Vật liệu sinh học
  10. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Kết cấu và các đặc tính khác của vật liệu Kim loại và hợp kim n Kim loại được cấu tạo từ các nguyên tử mà được giữ với nhau bởi các liên kết mạng tinh thể n Yếu tố nào làm cho kim loại có các đặc tính dẫn điện và dẫn nhiệt tốt? n Tại sao kim loại có tính dẻo? Chương 7: Vật liệu sinh học
  11. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Kết cấu và các đặc tính khác của vật liệu Kim loại và hợp kim n Khi kim loại đông đặc lại từ trạng thái lỏng (sự chuyển pha từ lỏng sang rắn), các nguyên tử thiết lập thành một dãy có trật tự được gọi là cấu trúc tinh thể. Mặc dù tinh thể này có một trật tự đều đặn nhưng các liên kết kim loại này bản thân chúng một cách tương đối vẫn mang tính “lỏng” chính vì vậy đã làm cho kim loại có các đặc tính dẻo (không giống các vật liệu mà có liên kết cộng hóa trị dễ gãy) Chương 7: Vật liệu sinh học
  12. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 n Trong những cấu trúc tinh thể này, các nguyên tử có thể sắp xếp theo dạng hình lập phương với một nguyên tử ở tâm của hình lập phương được gọi là khối thể tâm (BBC), hoặc là theo dạng hình lập phương mà một nguyên tử có mặt ở tâm của mỗi mặt phẳng thuộc hình lập phương đó, được gọi là khối diện tâm (FCC) Chương 7: Vật liệu sinh học
  13. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 n Trong một số trường hợp, kim loại ở thể rắn sẽ chịu những sự đổi pha giữa các cấu trúc tinh thể khác nhau khi nhiệt độ thay đổi (sự biến đổi thù hình). n Hợp kim là gì? n Sự lệch mạng là gì, nó ảnh hưởng như thế nào đến tính chất của kim loại và các kỹ thuật gia công ảnh hưởng đến nó như thế nào? n Sự gia công lạnh là gì và nó ảnh hưởng như thế nào đến các đặc tính của kim loại? n Sự xử lý nhiệt là gì và nó ảnh hưởng như thế nào đến các đặc tính của kim loại? n Thế nào là thép không gỉ và nó được chế tạo như thế nào? Chương 7: Vật liệu sinh học
  14. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Kết cấu và các đặc tính khác của vật liệu Gốm và thủy tinh Các đặc tính cơ bản nói chung: n Không có tính dẫn n Nhiệt độ nóng chảy cao (trên 10000C) n Dễ vỡ n Chống ăn mòn n Tính bao phủ lên vật liệu khác tốt Chương 7: Vật liệu sinh học
  15. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Kết cấu và các đặc tính khác của vật liệu Gốm và thủy tinh n Một vài ví dụ về gốm: n Một vài ứng dụng hay sự sử dụng của gốm trong y học: Chương 7: Vật liệu sinh học
  16. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Kết cấu và các đặc tính khác của vật liệu Gốm và thủy tinh Quá trình mà nhờ đó gốm được sản xuất theo hình dạng mong muốn: n Đầu tiên bột được xử lý để có độ tinh khiết cao n Mẻ bột được xử lý theo hình dạng sơ bộ mà không được nung (green body) n The green body được đưa lên một nhiệt độ mà lúc đó nó kết hợp thành một cấu trúc đơn (được gọi là sự tổng ho8p hay sự dung kết) hình thành các hạt. n Các phần được dung kết sau đó được gia công trên máy và tạo hình theo thiết kế cuối cùng. Chương 7: Vật liệu sinh học
  17. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Cacbon nhiệt phân LTI là gì ? LTI đại diện cho cái gì? Chương 7: Vật liệu sinh học
  18. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Kết cấu và các đặc tính khác của vật liệu polymer n polymer có thể được định nghĩa như là: n Những ưu điểm của polymer so với kim loại và gốm: n Những khuyết điểm của polymer so với kim loại và gốm: Chương 7: Vật liệu sinh học
  19. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Các polymer có thể được phân loại dựa vào n Cơ chế polymer hóa Sự polymer hóa ngưng tụ Sự polymer hóa cộng thêm (gốc tự do) n Cấu trúc của polymer Tuyến tính Phân nhánh Mạng Chương 7: Vật liệu sinh học
  20. Bài giảng CƠ SỞ KỸ THUẬT Y SINH – Ngành VẬT LÝ KỸ THUẬT - Khoa KHƯD – ĐHBK – ĐHQG TP.HCM 2006 Các polymer có thể được phân loại dựa vào n Ứng xử của polymer - Chất nhiệt dẻo - Thermosetting Chương 7: Vật liệu sinh học
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
7=>1