本文關(guān)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(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)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(xué)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(yīng)用前景,受到研究者的高度關(guān)注。然而,鎂合金在人體較為復(fù)雜的內(nèi)環(huán)境中腐蝕速率過快,成為臨床應(yīng)用的瓶頸。采用微弧氧化技術(shù)對鎂合金進(jìn)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(jī)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(zhì)。采用正交試驗(yàn),探究最佳工藝參數(shù),并研究了微弧氧化膜形成機(jī)制。所獲得的具體研究結(jié)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(jié)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(zhì)；EDTA-CaN濃度與氧化膜中鈣元素含量呈正相關(guān),與磷呈負(fù)相關(guān)。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(shù)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(jié)構(gòu)進(jìn)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(yàn)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?yàn)椋褐菜釢舛菶DTA-CaNi濃度氫銨濃度氧化時間。這說明鈣磷電解質(zhì)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(shí)驗(yàn)以及MTT法對Mg-1.0Ca合金硅酸鈉氧化膜進(jìn)行表征。SEM和XRD分析表明,氧化膜是一種典型的多孔結(jié)構(gòu),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(shí)驗(yàn)表明微弧氧化能大大提高M(jìn)g-1.0Ca合金的耐蝕性。Mg-1.0Ca合金氧化前后的細(xì)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(xué)位授予單位】：江西科技師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4

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本文編號：1431995