發(fā)布時間：2018-01-16 06:46

  本文關鍵詞：鎂合金表面抗菌性生物活性氧化膜的制備及體外生物相容性研究　出處：《江西科技師范大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：鎂是一種人體必需的元素,且鎂合金具有良好的力學性能和生物相容性,因此鎂合金作為醫(yī)用植入材料具有巨大的應用前景,受到研究者的高度關注。然而,鎂合金在人體較為復雜的內(nèi)環(huán)境中腐蝕速率過快,成為臨床應用的瓶頸。采用微弧氧化技術對鎂合金進行表面改性,能夠極大程度上提高鎂合金的耐蝕性和生物相容性,這對醫(yī)用植入材料的研究具有重大意義。鈣磷鹽氧化膜具有很好的生物活性,同時鑒于以往在無機磷酸鹽溶液中生成的氧化膜耐蝕性不理想的現(xiàn)狀,本文采用廣泛存在于植物種子內(nèi)的植酸作為電解液的基本成分,同時通過對比不同鈣鹽對氧化膜性能的影響,篩選出能顯著提高氧化膜中鈣磷含量的電解質。采用正交試驗,探究最佳工藝參數(shù),并研究了微弧氧化膜形成機制。所獲得的具體研究結果如下：(1)以28 g/L氟化氫銨和20 g/L植酸為基本體系(pH為5.10),分別添加CaO、Ca(CH3COO)2、Ca(H2PO4)2、EDTA-CaNa和甘油磷酸鈣在AZ91鎂合金表面制備微弧氧化膜。結果發(fā)現(xiàn)不同鈣鹽在合金表面所形成氧化膜表面粗糙度和微孔直徑區(qū)別較大；氧化膜層中Ca含量都得到了不同程度的增加,其中添加EDTA-CaNa制備的氧化膜層中Ca元素增加最多；通過對氧化膜表面形貌觀察發(fā)現(xiàn),EDTA-CaNa制各的氧化膜表面微孔較為均勻,表明DTA-CaNa是一種理想的含鈣電解質；EDTA-CaN濃度與氧化膜中鈣元素含量呈正相關,與磷呈負相關。隨著EDTA-CaNa濃度增加,膜表面的孔隙數(shù)量變少、微孔直徑變小且致密程度變差,膜層中鈣元素含量增加到1.82 at.%,磷元素含量減少到3.15 at.%；(2)利用SEM、EDS、XRD和XPS等技術手段,在28g/L NH4HF2.20 g/L植酸和14 g/L EDTA-CaNa溶液中,對AZ91鎂合金氧化膜表面形貌、組成元素和相結構進行了表征,同時檢測了氧化樣品的抗菌性能。氧化膜主要由Mg、 MgO和MgF2以及少量的Mg(OH)2和Ca(OH)2組成；氧化膜中未發(fā)現(xiàn)植酸鎂或者植酸鈣存在；氧化樣品對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率分別大于99.99%和99.98%,具有很好的抗菌效果。(3)以28g/L氟化氫銨和20g/L植酸為基本體系,采用四因素三水平正交試驗方案,探究了氟化氫銨、植酸、EDTACaNa和時間因素在氧化過程中對鈣磷參與成膜的影響。影響氧化膜鈣含量的主次順序別為：EDTA-CaNa:濃度氟化氫銨濃度植酸濃度氧化時間；影響氧化膜中磷含量的主次順序為：植酸濃度EDTA-CaNi濃度氫銨濃度氧化時間。這說明鈣磷電解質濃度的增加在一定程度上提高了其參與成膜的幾率。(4)采用SEM、XRD、析氫實驗以及MTT法對Mg-1.0Ca合金硅酸鈉氧化膜進行表征。SEM和XRD分析表明,氧化膜是一種典型的多孔結構,含有MgO、MgSiO3和CaSiO3等。在模擬體液中浸泡72小時后,氧化膜中Ca、P的含量顯著增加,表明氧化膜具有很好的生物活性。析氫實驗表明微弧氧化能大大提高Mg-1.0Ca合金的耐蝕性。Mg-1.0Ca合金氧化前后的細胞毒性均為1級,表明Mg-1.0Ca合金以及氧化膜均具有良好的生物相容性。
[Abstract]:Magnesium alloy is a kind of essential element of human body , and magnesium alloy has good mechanical property and biocompatibility , so magnesium alloy has great application prospect as medical implant material . It is very important to study the corrosion rate of oxidized film formed by EDTA - CaNa . The effects of ammonium fluoride , phytic acid and EDTACaNa on the film formation of AZ91 magnesium alloy were investigated by SEM , XRD , hydrogen evolution experiments and MTT method .

【學位授予單位】：江西科技師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4

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本文編號：1431995