AZ31B镁合金表面改性及医用基础研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王强 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 杨柯 ; 谭丽丽 |
| 关键词 | 镁合金 表面改性 生物降解 生物学性能 magnesium alloys surface modification biodegradation biological property |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | "镁及镁合金因其优异的生物相容性、综合力学性能及可降解性，吸引了研究者的广泛关注与研究。但是由于镁及镁合金在体液环境中的降解速度过快，会导致植入部位的局部碱化和氢气释放，影响到其在临床上的应用。采用表面改性处理技术，控制镁及镁合金的降解速度，成为其在生物材料领域应用的关键。本文选择AZ31B镁合金作为基体材料，基于骨充填和骨固定应用背景，分别在其表面成功制备出Ca-P涂层和含硅涂层，并对涂层形成机理、相组成、微观组织、电化学性能、力学性能等进行了系统研究。在此基础上，以含硅涂层为重点研究对象，采用体外和体内实验相结合的方法对表面改性后镁合金的生物学性能进行了评价。论文得到如下主要研究结果： （1）采用化学转化的方法在AZ31B镁合金表面制备了片状或花絮状形貌特征的由Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2及少量的Ca(H2PO4)2、Mg(H2PO4)2组成的钙磷涂层，涂层均匀、致密。 （2）Ca-P涂层有效改善了AZ31B镁合金在模拟体液中的耐腐蚀性能，降低了模拟体液的pH 值。Ca-P涂层并非完全保护镁合金基体不被腐蚀，而是减缓基体合金的腐蚀速率。 （3）体内植入实验证明，未处理AZ31B镁合金在植入早期会导致炎症产生，降解过程中刺激成骨作用明显，但同时局部有溶骨现象。Ca-P涂层能够控制镁合金的降解，减少因过快降解而引起的不良组织反应，表现出良好的生物相容性和生物活性。 （4）采用化学转化方法在AZ31B镁合金表面制备出含硅涂层，涂层的主要成分为Mg2SiO4、MgO和SiO2。浸泡实验表明，含硅涂层有效降低了AZ31B镁合金基体的降解速度，尤其在浸泡初期效果更为明显，涂层在Hank’s溶液中会逐步转化为溶解度更低的Ca3(PO4)2。 （5）溶血实验表明，未表面改性处理AZ31B镁合金在降解初期的溶血现象非常严重。随着样品在模拟体液中浸泡时间的延长，表面改性前后样品的溶血率总体上都呈上升趋势，但在所有时间点，含硅涂层样品始终满足溶血率的要求，表明硅涂层具有良好的抗溶血性能。 （6）细胞相容性实验证实，含硅涂层表面改性后AZ31B镁合金表现出更低的细胞毒性。采用浸提液所培养细胞的生长情况表明，含硅涂层表面改性AZ31B镁合金浸提液培养的细胞在数量、生长状态，以及粘附、增殖及分泌基质等方面均明显优于未改性AZ31B镁合金。含硅涂层AZ31B镁合金显示出更好的细胞相容性。 （7）动物植入实验表明，含硅涂层AZ31B镁合金显示了比未涂层合金、钛合金及PLA更强的骨整合能力，较可降解PLA骨钉具有更高的抗弯曲能力和抗力学衰减性能。" |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64491]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王强. AZ31B镁合金表面改性及医用基础研究[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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