本文關(guān)鍵詞：可降解鎂表面羥基乙叉二膦酸超薄涂層的腐蝕降解性能和生物相容性研究

  更多相關(guān)文章： 可降解鎂 羥基乙叉二膦酸 腐蝕 PDP EIS 浸泡 成骨細(xì)胞

【摘要】：生物醫(yī)用可降解／吸收鎂及其合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能、生物安全性及可生物降解性能,因而被廣泛地研究用于可降解生物醫(yī)用植入器件。然而,其過(guò)快的腐蝕降解速度導(dǎo)致的局部pH升高、氫氣泡的聚集以及由局部腐蝕導(dǎo)致的過(guò)快力學(xué)性能喪失等問(wèn)題極大地限制了鎂及其合金在臨床中的應(yīng)用。利用一種簡(jiǎn)單且高效的有機(jī)膦酸涂層不僅能夠很好的控制鎂降解速度和減少局部腐蝕,同時(shí)還兼具良好的生物相容性。本文中采用有機(jī)的羥基乙叉二膦酸(1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid) [CH3C(OH)[PO(OH)2]2 (HEDP)]生物活性小分子。HEDP分子不僅具有很好的生物安全性,還能夠在鎂的表面構(gòu)建一層高質(zhì)量的,能夠很好控制鎂合金腐蝕的保護(hù)層。通過(guò)堿活化能在鎂的表面形成一層均勻的富羥基(-OH)轉(zhuǎn)化涂層,HEDP分子中的磷酸基團(tuán)(-P032-)與鎂表面羥基進(jìn)行原位的化學(xué)共價(jià)固定,從而牢固地在基體表面形成一層HEDP涂層；隨著液相沉積過(guò)程的進(jìn)行,基底釋放的鎂離子Mg2+與磷酸基團(tuán)進(jìn)一步螯合沉積形成有機(jī)-金屬絡(luò)合物,由于HEDP分子量小,最終通過(guò)共價(jià)固定和螯合沉積形成的HEDP薄膜結(jié)構(gòu)致密且厚度較小。通過(guò)觀察樣品的表面形貌、表面化學(xué)成分以及HEDP分子間的化學(xué)鍵合方式分析得出,HEDP分子與堿活化后鎂表面的羥基首先以共價(jià)固定的方式結(jié)合,隨后HEDP分子上-P032-與鎂離子通過(guò)螯合沉積的方式使得涂層更加均勻且致密。通過(guò)在樣品表面畫(huà)格后膠帶粘揭實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明,HEDP涂層與鎂基底有著優(yōu)異的結(jié)合力。電化學(xué)Ecorr, icorr以及EIS結(jié)果表明涂層能夠從動(dòng)力學(xué)方面阻礙電解液中陰離子侵入基底,從而很好的控制鎂的腐蝕降解速率；通過(guò)Tafel外推法得出的擊穿電位Ebd,極化測(cè)試后樣品表面形貌以及阻抗圖譜結(jié)果表明HEDP涂層能夠減少基底的局部腐蝕。通過(guò)體外長(zhǎng)時(shí)間的模擬浸泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明HEDP涂層改性后的鎂析氫量較少,局部pH值變化較小并且在長(zhǎng)時(shí)間浸泡后表面仍能保持較完整的形貌。HEDP涂層之所以具有較好的控制鎂基底腐蝕降解速率的能力,是因?yàn)镠EDP螯合鎂離子形成的有機(jī)-金屬化合物本身具有的穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu),以及涂層的致密性和均勻性等。較好的腐蝕降解控制性能不僅解決了鎂在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中帶來(lái)的氫氣泡聚集、局部pH過(guò)高及結(jié)構(gòu)提前解體失效等問(wèn)題；同時(shí),均勻的腐蝕降解模式和較低的降解速率更利于短期細(xì)胞在樣品表面的的粘附、增殖以及長(zhǎng)期細(xì)胞的生長(zhǎng)。短時(shí)間的成骨細(xì)胞粘附和增殖實(shí)驗(yàn)表明,HEDP涂層表面成骨細(xì)胞粘附數(shù)量較多,細(xì)胞形態(tài)正常并且細(xì)胞成分化增殖狀；長(zhǎng)時(shí)間的成骨細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)果表明,HEDP涂層改性后的鎂表面成骨細(xì)胞活性CCK-8吸光度最高,1天,3天和5天長(zhǎng)時(shí)間成骨細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)果顯示HEDP涂層表面細(xì)胞數(shù)量較多,且與不銹鋼持平,成骨細(xì)胞在培養(yǎng)3天呈現(xiàn)出旋渦狀生長(zhǎng),在第5天時(shí)細(xì)胞分層生長(zhǎng),表明HEDP涂層有很好的骨相容性。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4;R318.08

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊文彬;張立同;成來(lái)飛;華云峰;張鈞;;金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法制備銥涂層的形貌與結(jié)構(gòu)分析[J];稀有金屬材料與工程;2006年03期

2 勾昱君;劉中良;;優(yōu)化抑霜涂層的實(shí)驗(yàn)研究[J];陶瓷研究與職業(yè)教育;2006年01期

3 朱佳;冀曉鵑;揭曉武;史明;;封嚴(yán)涂層材料及應(yīng)用[J];材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用;2008年04期

4 斯蒂芬·H·加里法里尼;羅恩·巴納斯;J·克里唐;龍克昌;;航天飛機(jī)用的高粘性涂層的研制[J];稀有金屬合金加工;1981年04期

5 繆興邦;水溶性織物涂層膠的合成[J];化學(xué)世界;1985年03期

6 陳斌,易茂中;封嚴(yán)涂層的抗沖蝕性與沖蝕速度的關(guān)系[J];中南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1998年04期

7 鄭有新;淺談涂層表面顆粒不良現(xiàn)象[J];材料保護(hù);2001年04期

8 閆穎,石子源,劉國(guó)偉;鋅鉻膜涂層的制備研究[J];大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào);2002年04期

9 張瓊,蔡傳榮;鈦陽(yáng)極涂層溶蝕失效的研究[J];電子顯微學(xué)報(bào);2003年06期

10 劉夙偉;李曙;劉陽(yáng);;封嚴(yán)涂層材料及其可刮削性的評(píng)價(jià)[J];中國(guó)表面工程;2009年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張瓊;蔡傳榮;;鈦陽(yáng)極涂層溶蝕失效的研究[A];第三屆全國(guó)掃描電子顯微學(xué)會(huì)議論文集[C];2003年

2 王穎;顧卡麗;李健;;智能變色涂層及其應(yīng)用[A];第六屆全國(guó)表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議暨首屆青年表面工程學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2006年

3 單凱軍;余文莉;徐四清;;家電環(huán)保涂層表面性能檢測(cè)的研究[A];2007中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集[C];2007年

4 李金桂;;無(wú)機(jī)富鋅涂層的誕生和應(yīng)用[A];第二屆全國(guó)重防腐蝕與高新涂料及涂裝技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2004年

5 王允夫;陳小英;王紅玲;;高溫合金抗熱震涂層研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)搪瓷分會(huì)2003年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2003年

6 劉建華;李蘭娟;李松梅;;鋁合金早期腐蝕預(yù)警光基敏感涂層的研制[A];2004年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展[C];2004年

7 林達(dá)仁;;梅雨期涂層表面泛白現(xiàn)象及其防治[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)生產(chǎn)技術(shù)學(xué)會(huì)第三屆化工學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編（下）[C];1991年

8 龐佑霞;劉厚才;郭源君;;有機(jī)復(fù)合彈性涂層材料的抗磨蝕實(shí)驗(yàn)研究[A];第七屆全國(guó)摩擦學(xué)大會(huì)論文集（二）[C];2002年

9 付前剛;李賀軍;黃劍鋒;史小紅;史波;李克智;;炭/炭復(fù)合材料磷酸鹽涂層的抗氧化性能研究[A];第19屆炭—石墨材料學(xué)術(shù)會(huì)論文集[C];2004年

10 王興原;苗曉;胡志強(qiáng);光紅兵;顧祥宇;;改善無(wú)取向硅鋼環(huán)保涂層表面特性的方法研究[A];高性能電工鋼推廣應(yīng)用交流暨第五次全委工作（擴(kuò)大）會(huì)專題報(bào)告及論文[C];2013年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 趙志玲;帶卷粉末涂層新技術(shù)[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2012年

2 趙艷濤 曹壘 陳剛 孫亞娜;沙鋼無(wú)取向硅鋼涂層調(diào)試改進(jìn)工藝[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2014年

3 華凌;美開(kāi)發(fā)出智能過(guò)濾涂層[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

4 莫文鑄;防止衣服變臟科學(xué)家研制超疏液材料[N];中國(guó)紡織報(bào);2013年

5 ;建筑幕墻用鋁塑復(fù)合板[N];中國(guó)建材報(bào);2008年

6 王爍 王奇 陳運(yùn)法;玻璃幕墻專用納米自清潔涂層的研究[N];中國(guó)建材報(bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 林岳賓;多因素耦合作用下α-Al_2O_3阻氚涂層形成規(guī)律及機(jī)理研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

2 李增榮;鋁制內(nèi)燃機(jī)缸體內(nèi)壁鐵基涂層的制備及摩擦學(xué)特性的研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2016年

3 黃海;多孔鈦合金表面HA涂層改性及大動(dòng)物體內(nèi)骨修復(fù)研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2016年

4 張晶;純鈦表面載LAMA3涂層在種植體—牙齦生物學(xué)封閉形成中的作用[D];浙江大學(xué);2016年

5 朱利安;耐高溫銥/錸涂層制備技術(shù)與性能研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

6 蒲澤林;電熱爆炸噴涂法制備亞微米晶涂層的研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2005年

7 檀琳;非共價(jià)鍵合聚合物抗污涂層的制備及應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

8 黃群武;耐候性太陽(yáng)選擇性吸收涂層的研究[D];天津大學(xué);2007年

9 劉紅兵;等離子復(fù)合滲技術(shù)制備氧化物阻氚涂層及其性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

10 陳春燕;新型固相微萃取涂層的制備及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 段晉輝;WS_2-TiB_2固體潤(rùn)滑涂層的制備及性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 王昊;連續(xù)高頻感應(yīng)真空熔覆技術(shù)研究[D];青島理工大學(xué);2015年

3 趙亞窮;聚碳酸酯透明件/納米TiO_2涂層的耐紫外老化及環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂行為研究[D];鄭州大學(xué);2015年

4 王有維;鋁電解槽TiB_2陰極涂層的制備及其性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

5 辛欣;Ti(Cr)SiC(O)N涂層表面改性硬質(zhì)合金及熱處理對(duì)其機(jī)械性能的影響[D];西南交通大學(xué);2015年

6 劉玉潔;銅介導(dǎo)的多酚涂層用于心血管材料表面改性的研究[D];西南交通大學(xué);2015年

7 邢學(xué)剛;稀土對(duì)鈦合金化不銹鋼表面制備雙層涂層電化學(xué)及力學(xué)性能的影響[D];太原理工大學(xué);2016年

8 王然;涂層對(duì)定向高溫合金力學(xué)性能的影響及其抗熱腐蝕性能的研究[D];江西科技師范大學(xué);2015年

9 許向敏;CrN基涂層的制備及其性能研究[D];江西科技師范大學(xué);2015年

10 馮佳偉;海底管線涂層破損時(shí)陰極保護(hù)數(shù)學(xué)模型的建立及應(yīng)用研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1165217