醫(yī)用AZ91D鎂合金表面改性研究.pdf_第1頁(yè)
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1、金屬材料是修復(fù)或替代病變骨組織的重要生物材料。與目前臨床上使用的鈦合金和不銹鋼等金屬生物材料相比,鎂合金具有與人體骨相近的彈性模量和屈服強(qiáng)度,從而減少應(yīng)力遮擋效應(yīng)發(fā)生的可能性。鎂是人體新產(chǎn)代謝所必需的元素,鎂及鎂合金具備良好的機(jī)械性能和生物相容性等特點(diǎn),因此,鎂是一種理想的、潛在的金屬基生物材料。在20世紀(jì)初時(shí),鎂被作為人體材料用于研究和應(yīng)用,然而,由于鎂活潑的化學(xué)性質(zhì),鎂合金在生理環(huán)境中腐蝕速率較快,產(chǎn)生大量的氣泡使人體皮下組織出現(xiàn)氣

2、泡,從而使其作為生物材料的應(yīng)用研究被擱置。隨著多種科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,鎂合金作為生物材料的應(yīng)用研究再次引起了廣泛關(guān)注,因此,對(duì)鎂合金表面改性的研究有重要意義。
   本文綜述了近年來(lái)鎂合金作為生物材料應(yīng)用研究的成效及表面改性技術(shù),在此基礎(chǔ)上,利用醫(yī)藥工業(yè)上已廣泛應(yīng)用的硬脂酸鈉為原料,通過(guò)陽(yáng)極電沉積技術(shù)于鎂合金基體上成功制備硬脂酸鎂膜層,該膜層是由鎂合金基體在陽(yáng)極電位作用下釋放出的Mg2+和電解液中的硬脂酸根結(jié)合沉積于基體上而形成的。

3、通過(guò)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究此改性膜層對(duì)于基體的保護(hù)性,并通過(guò)生物礦化浸泡實(shí)驗(yàn)研究膜層對(duì)于基體在模擬生理環(huán)境中的腐蝕行為及生理行為的影響,通過(guò)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,覆膜層樣品的腐蝕速率明顯的小于裸基體鎂合金的腐蝕速率,而且硬脂酸鎂改性膜層不僅可以提高基體的耐腐蝕能力而且通過(guò)傅里葉紅外光譜證明該膜層可以誘導(dǎo)磷灰石的形成從而提高基體鎂合金的生物活性。
   以成本低廉、工藝簡(jiǎn)單易操作且改性效果良好為出發(fā)點(diǎn),通過(guò)結(jié)合陰極電沉積技術(shù)和溶液法,首次在鎂合

4、金基體上成功制備由羥基磷灰石和硬脂酸組成的復(fù)合膜層,通過(guò)X射線粉末衍射和傅里葉紅外光譜對(duì)復(fù)合膜層進(jìn)行表征分析,表明復(fù)合膜層是通過(guò)羥基磷灰石中的ca2+和硬脂酸中的官能團(tuán)COOH間的靜電吸附作用而組成的,硬脂酸對(duì)羥基磷灰石的改性處理并不會(huì)改變其生理活性;通過(guò)電化學(xué)阻抗測(cè)試表明復(fù)合膜層樣品的阻抗低頻處膜值比裸基體鎂合金的高了2個(gè)數(shù)量級(jí),該改性膜層可以提高鎂合金基體耐腐蝕能力并對(duì)其提供有效的保護(hù)。
   在確保改性膜層對(duì)鎂合金基體耐腐

5、蝕能力和生物相容性提高的基礎(chǔ)上,以制備工藝成熟且相對(duì)簡(jiǎn)單及進(jìn)一步降低成本為前提,通過(guò)水熱法首次將四環(huán)素?fù)诫s入磷酸鈣膜層并在鎂合金基體表面成功制備。利用電化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)篩選反應(yīng)物濃度和四環(huán)素添加量,以優(yōu)化出制備性能優(yōu)越的改性膜層的最佳實(shí)驗(yàn)條件。通過(guò)傅里葉紅外光譜和掃描電子顯微鏡表征改性膜層的組成和微觀結(jié)構(gòu);通過(guò)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和生理礦化浸泡實(shí)驗(yàn)研究改性膜層對(duì)于基體腐蝕行為和生理行為的效應(yīng),動(dòng)電位極化測(cè)試表明覆四環(huán)素添加的磷酸鈣膜層樣品的腐蝕電流密

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