鎂基骨植入材料復(fù)合涂層設(shè)計(jì)及鎂離子對(duì)骨代謝調(diào)控研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-28 05:32
研究背景鎂基金屬具有可降解性,接近人體骨組織的力學(xué)性能和良好的生物相容性等優(yōu)勢(shì),有望成為新一代骨組織修復(fù)生物醫(yī)用材料。然而鎂在生理溶液中不耐腐蝕,其過(guò)快的降解速率會(huì)導(dǎo)致力學(xué)性能的快速衰減,同時(shí)伴隨降解微環(huán)境中pH值升高,鎂離子和氫氣大量釋放。上述因素不利于骨組織的修復(fù),加大手術(shù)失敗的風(fēng)險(xiǎn),限制了鎂基金屬在臨床的應(yīng)用。此外,大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明鎂可以有效促進(jìn)周圍新生骨再生,但是作為降解產(chǎn)物之一的鎂離子和骨代謝之間的分子調(diào)控機(jī)制報(bào)道不多。鎂材料能否應(yīng)用于骨科領(lǐng)域,控制腐蝕速率和闡明生物學(xué)效應(yīng)成為關(guān)鍵。本課題既利用表面改性技術(shù)提高鎂基金屬的耐蝕性能和生物相容性,又深入研究鎂離子對(duì)維持骨代謝平衡的干細(xì)胞和破骨細(xì)胞命運(yùn)的調(diào)控,為鎂基材料在骨科的臨床應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)和理論支持。研究方法1)從涂層防護(hù)效果、生物安全性和可降解性的角度出發(fā),分別采用水熱處理法原位生成內(nèi)層氫氧化鎂(Mg(OH)2)、浸泡硬脂酸(stearic acid,SA)作為中間層,靜置蒸發(fā)涂覆外層高分子聚三亞甲基碳酸酯(poly(1,3-trimethylene carbonate),PTMC)的方式,利用這三種被美國(guó)FDA批準(zhǔn)的...
【文章來(lái)源】:南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:129 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1.生物醫(yī)用鎂基金屬在骨科領(lǐng)域的臨床應(yīng)用歷程PI
加速鎂材料骨植入物在國(guó)內(nèi)的臨??床認(rèn)證。??另外,韓國(guó)的外科醫(yī)生也進(jìn)行了相關(guān)的臨床實(shí)驗(yàn),他們應(yīng)用Mg-Ca-Zn鎂合??金螺釘固定橈骨骨折,術(shù)后6個(gè)月發(fā)現(xiàn)骨折完全愈合,固定部位無(wú)痛且活動(dòng)范圍??恢復(fù)正常,術(shù)后]年發(fā)現(xiàn)植入的鎂合金螺釘已經(jīng)完全被新骨所替代(圖l-2(b))??[4G]。因此該產(chǎn)品順利地獲得韓國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局的批準(zhǔn),成為世界上第二個(gè)??獲得官方機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的鎂基骨修復(fù)材料,進(jìn)一步加速了鎂基金屬向臨床的轉(zhuǎn)化。??(a)?__?(b)?????_y麵??圖1-2.?(a)中國(guó)應(yīng)用鎂螺釘固定帶血管化骨瓣修復(fù)股骨頭壞死(b)韓國(guó)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用Mg-Ca-??Zn鎂合金螺釘固定橈骨骨折%]。??4??
1.3鎂基金屬的降解??由于目前缺乏可有效的、可大規(guī)模應(yīng)用的手段來(lái)降低鎂基金屬的降解速率,??限制了鎂在臨床上的應(yīng)用。深入了解鎂金屬的腐蝕機(jī)理、腐蝕反應(yīng)和腐蝕產(chǎn)物,??才能對(duì)鎂基材料的應(yīng)用有更深刻的認(rèn)識(shí)。??1.3.1腐蝕機(jī)理??鎂較低的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)決定了易腐蝕特性,在大部分的酸性或中性腐蝕介質(zhì)??中不耐腐蝕。當(dāng)鎂暴露于腐蝕溶液中時(shí),陽(yáng)極發(fā)生鎂溶解,陰極為析氫反應(yīng)。圖??1-3表示鎂金屬在腐蝕溶液中的降解過(guò)程:??ijn??of??yj^M9〇H??1^^?1?Mg?alloy?|?|?Media?Mg(OH)2??Molecular?layer?1.?^?1?Apatite??Color?online??圖1-3.鎂基金屬的降解示意圖^1。??5??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]處在變革中的醫(yī)用金屬材料[J]. 鄭玉峰,吳遠(yuǎn)浩. 金屬學(xué)報(bào). 2017(03)
本文編號(hào):3462349
【文章來(lái)源】:南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:129 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1.生物醫(yī)用鎂基金屬在骨科領(lǐng)域的臨床應(yīng)用歷程PI
加速鎂材料骨植入物在國(guó)內(nèi)的臨??床認(rèn)證。??另外,韓國(guó)的外科醫(yī)生也進(jìn)行了相關(guān)的臨床實(shí)驗(yàn),他們應(yīng)用Mg-Ca-Zn鎂合??金螺釘固定橈骨骨折,術(shù)后6個(gè)月發(fā)現(xiàn)骨折完全愈合,固定部位無(wú)痛且活動(dòng)范圍??恢復(fù)正常,術(shù)后]年發(fā)現(xiàn)植入的鎂合金螺釘已經(jīng)完全被新骨所替代(圖l-2(b))??[4G]。因此該產(chǎn)品順利地獲得韓國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局的批準(zhǔn),成為世界上第二個(gè)??獲得官方機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的鎂基骨修復(fù)材料,進(jìn)一步加速了鎂基金屬向臨床的轉(zhuǎn)化。??(a)?__?(b)?????_y麵??圖1-2.?(a)中國(guó)應(yīng)用鎂螺釘固定帶血管化骨瓣修復(fù)股骨頭壞死(b)韓國(guó)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用Mg-Ca-??Zn鎂合金螺釘固定橈骨骨折%]。??4??
1.3鎂基金屬的降解??由于目前缺乏可有效的、可大規(guī)模應(yīng)用的手段來(lái)降低鎂基金屬的降解速率,??限制了鎂在臨床上的應(yīng)用。深入了解鎂金屬的腐蝕機(jī)理、腐蝕反應(yīng)和腐蝕產(chǎn)物,??才能對(duì)鎂基材料的應(yīng)用有更深刻的認(rèn)識(shí)。??1.3.1腐蝕機(jī)理??鎂較低的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)決定了易腐蝕特性,在大部分的酸性或中性腐蝕介質(zhì)??中不耐腐蝕。當(dāng)鎂暴露于腐蝕溶液中時(shí),陽(yáng)極發(fā)生鎂溶解,陰極為析氫反應(yīng)。圖??1-3表示鎂金屬在腐蝕溶液中的降解過(guò)程:??ijn??of??yj^M9〇H??1^^?1?Mg?alloy?|?|?Media?Mg(OH)2??Molecular?layer?1.?^?1?Apatite??Color?online??圖1-3.鎂基金屬的降解示意圖^1。??5??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]處在變革中的醫(yī)用金屬材料[J]. 鄭玉峰,吳遠(yuǎn)浩. 金屬學(xué)報(bào). 2017(03)
本文編號(hào):3462349
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