和傳統(tǒng)的可植入醫(yī)用金屬材料相比,鎂合金憑借著與骨骼匹配度更高的彈性模量、無(wú)毒、可降解以及能夠避免二次手術(shù)等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),獲得了越來(lái)越多學(xué)者們的關(guān)注。但是其優(yōu)點(diǎn)也是其缺點(diǎn),由于其降解速率過(guò)快,無(wú)法迎合骨組織恢復(fù)的時(shí)間,容易導(dǎo)致植入體應(yīng)用的失效,因此,控制可生物降解鎂合金在體內(nèi)的腐蝕速率成為臨床應(yīng)用中的主要挑戰(zhàn)。而對(duì)鎂合金進(jìn)行表面改性的主要方法便是在其表面涂覆生物陶瓷涂層,其中,羥基磷灰石作為生物陶瓷涂層,具有良好的生物活性,耐降解性,能夠和骨組織間形成化學(xué)鍵合,促進(jìn)骨組織的修復(fù)和再生長(zhǎng),因此成為應(yīng)用較廣泛的生物涂層材料。為了增強(qiáng)鎂合金的耐降解性、生物活性,提高其與骨組織間的鍵合強(qiáng)度、與羥基磷灰石涂層間的結(jié)合強(qiáng)度,本研究分別采用兩種不同的方法在AZ31B鎂合金表面制備了氟摻雜的羥基磷灰石（FHAp）涂層。研究了制備工藝參數(shù)以及氟離子摻雜量對(duì)FHAp涂層形貌、相組成以及耐蝕性能的影響。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）、X射線光電子能譜（XPS）、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）和X射線衍射（XRD）等手段對(duì)涂層的形貌、微觀組織、相組成等進(jìn)行了表征測(cè)試與分析。同時(shí),通過(guò)電化學(xué)阻... 

【文章來(lái)源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

生物醫(yī)用金屬材料在臨床中的應(yīng)用Fig.1-1Clinicalapplicationofbiomedicalmetalmaterials

目繕?锝到廡�、�?锘钚院凸怯盞夾遠(yuǎn)?艿焦惴汗刈�。篡x?械和生物學(xué)的角度看，基于鎂合金的骨科器械是完全有可能的，因?yàn)殒V合金作為植入物的腐蝕已經(jīng)被證明可以在生物體內(nèi)是可以控制的，但是在將其應(yīng)用于大規(guī)模臨床試驗(yàn)之前，必須做出更多的努力來(lái)改進(jìn)基于鎂合金的骨科器械。如今，在臨床醫(yī)學(xué)上，鎂合金已成功地應(yīng)用于一些低承重部位用作骨折內(nèi)固定裝置[23,24]。在未來(lái)，開發(fā)具有適當(dāng)降解速率的鎂合金植入體仍是我們需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題，只有有效的解決這個(gè)問(wèn)題，才能使鎂合金植入體更廣泛的、更大規(guī)模的應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)。圖1-2用于關(guān)節(jié)固定的鎂合金骨釘?shù)慕到膺^(guò)程Fig.1-2Corrosionprocessofmagnesiumalloybonenailsforjointfixation1.2.2生物醫(yī)用鎂合金的腐蝕通常在醫(yī)學(xué)上骨組織完全愈合的周期大概在12-18個(gè)月，對(duì)于可植入骨組織的可降解的材料來(lái)說(shuō)，要保證其降解的時(shí)間與骨組織愈合周期基本一致。基于鎂

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文5且體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明含有HAp的微弧氧化涂層比不含HAp的微弧氧化涂層的細(xì)胞粘附涂層的作用更強(qiáng)，細(xì)胞誘導(dǎo)效果更好，能夠促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖分化。T.M.Mukhametkaliyev[39]等人在AZ91鎂合金表面通過(guò)射頻磁控濺射法制備出具有納米結(jié)構(gòu)的HAp。結(jié)果表明，納米結(jié)構(gòu)的HAp涂層可以控制降解速率并提高AZ91合金的生物相容性和生物礦化能力。通過(guò)RF磁控濺射制備的HAp涂層在體外細(xì)胞培養(yǎng)中在SBF中能夠促進(jìn)磷酸鈣沉淀的產(chǎn)生。圖1-3HAp的晶體結(jié)構(gòu)Fig.1-3CrystalstructureofHAp1.4鎂合金表面羥基磷灰石涂層的制備方法鎂和其他的傳統(tǒng)金屬相比，有許多的特性，例如：鎂的密度小，質(zhì)量較輕，如果對(duì)其進(jìn)行表面合金化，要盡量較少的摻入重金屬，否則會(huì)導(dǎo)致合金化后的鎂合金失去了密度小的優(yōu)點(diǎn)。其次，鎂的熔點(diǎn)較低，如果利用像鈦合金表面改性常用的等離子噴涂技術(shù)和激光熔敷法[40]，在高溫制備技術(shù)下或者高激光功率下就會(huì)導(dǎo)致鎂合金的熔化（鎂合金的熔點(diǎn)≈600℃），同時(shí)也有可能使得羥基磷灰石在這一過(guò)程發(fā)生揮發(fā)或者分解為其他的磷酸鈣相，如α或β-磷酸鈣、磷酸四鈣以及氧化鈣[41,42]。因此這兩種傳統(tǒng)的合金表面改性技術(shù)不適用于在鎂合金表面制備羥基磷灰石。近些年來(lái)，在鎂合金表面常用的表面改性方法有磁控濺射法、溶膠凝膠法、仿生礦化法、電化學(xué)沉積法、微弧氧化法以及水熱處理等方法[43-45]。1.4.1磁控濺射法圖1-4所示為磁控濺射過(guò)程的裝置圖，其原理是在高真空中，低氣壓下進(jìn)行高速濺射，利用離子束轟擊靶材，在靶陰極上外加磁場(chǎng)，利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)的雙重作用，約束電子的運(yùn)動(dòng)而后轟擊氬氣變?yōu)殡x子，之后在電場(chǎng)的作用下，撞向靶材，靶材表面的原子以及轟擊后的官能團(tuán)濺射出來(lái)，沉積在合金表面[46-48]。磁控濺射沉積技術(shù)近


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