本文關(guān)鍵詞： 鎂合金 細胞毒性 組織相容性　出處：《吉林大學》2012年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：研究背景:人們在生產(chǎn)、生活、運動等過程中經(jīng)常出現(xiàn)意外受傷的情況，，從而造成不同種類、不同程度的骨折。同時因各種疾病造成的骨組織破壞、骨缺損等隨著老齡化社會的到來而日趨嚴重。這種由疾病、意外事故造成的骨折、骨缺損是臨床常見疾病，隨著生物醫(yī)學的發(fā)展，促進骨組織修復生物醫(yī)用材料因廣泛的臨床需要得到了發(fā)展的契機。目前用于臨床的生物醫(yī)用材料主要有生物醫(yī)用金屬材料、生物醫(yī)用有機材料（主要指有機高分子材料）、生物醫(yī)用無機非金屬材料（主要指生物陶瓷、生物玻璃和碳素材料）以及生物醫(yī)用復合材料等。醫(yī)用金屬材料在諸多生物材料中,由于具有較高強度、韌性、抗疲勞性、良好的加工性能,更適用于修復和置換人體骨組織。但普通生物醫(yī)用金屬材料在人體環(huán)境中電離、電解釋放有害離子，或金屬材料與骨組織摩擦產(chǎn)生碎屑會有致敏、致癌等毒副作用，甚至因體液腐蝕作用致植入金屬材料失效。因此，研發(fā)新型的金屬基生物植入材料是有必要而且是十分迫切的。生物醫(yī)學材料的發(fā)展要求人類尋求一種與人類骨骼生物性能相近，能夠在植入后充分發(fā)揮固定功能，并能夠促組織修復，加速機體愈合的骨組織修復材料及其他外科手術(shù)材料。而當人體完全愈合后，植入的生物材料自動降解，被人體所吸收，不會對機體產(chǎn)生毒副作用�；谝陨弦螅V及鎂合金的優(yōu)點日益凸顯出來，這是其它金屬無法替代的，在新型生物材料領(lǐng)域具有很大的發(fā)展空間。與傳統(tǒng)金屬材料相比，鎂合金具有明顯優(yōu)勢。首先金屬鎂資源豐富，容易獲得，價格低廉，其次金屬鎂密度低，僅為1.74g/cm3，與人骨的密度(1.75g/cm3)基本相同。鎂的強度、抗疲勞性要比輕基磷灰石等生物材料高得多，而鎂與其它常用的金屬基植入材料(如鈦合金、不銹鋼)相比，其彈性模量更接近天然的骨組織，使用鎂及其合金作為內(nèi)固定材料對骨折進行修復的過程中可最大程度地避免植入材料的應力遮擋作用。同時鎂還是人體不可缺少的元素，鎂離子微量釋放對人體有益無害，它能夠促進鈣和維生素的代謝、人體骨骼生長，同時調(diào)節(jié)肌肉和神經(jīng)活動，在機體內(nèi)充當催化劑的作用。盡管鎂及鎂合金具有諸多優(yōu)點，但鎂要廣泛應用于臨床仍需要大量實驗，因其缺點同樣也會是非常明顯的。與鈦合金、不銹鋼等金屬基材料相比，鎂材料脆性較大，可塑性、變形性差，在人體體液環(huán)境中易于腐蝕、降解，都限制其在臨床上大范圍應用。在研究人員不斷努力下，通過各種方法提高了鎂合金的韌性、耐腐蝕性、組織相容性、力學特性等，近幾年所開發(fā)出來的Mg-Zn，Mg-Ca，Mg-Zn-Mn系合金，在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域表現(xiàn)優(yōu)異，但是都分別存在某些缺陷，于是開發(fā)新型的，能夠滿足人體內(nèi)植入要求的鎂合金材料勢在必行。本文所介紹的Mg-Zn-Ca-Y合金采用具有成骨作用的Ca元素、對人體有益的Zn元素，及增加鎂合金耐腐蝕性的稀土元素Y作為合金化元素，通過適當配比，采用傳統(tǒng)熔煉鍛造技術(shù)，制成了新的Mg-Zn-Ca-Y合金。本實驗通過對Mg-Zn-Ca-Y合金進行體外細胞毒性試驗、體內(nèi)組織相容性試驗對該合金細胞毒性及組織相容性做出初步評價，考察其作為植入性生物醫(yī)用材料應用于臨床的可能性，為發(fā)展新一代生物醫(yī)用材料提供科學依據(jù)。 目的：本研究對Mg-Zn-Ca-Y合金生物材料的體內(nèi)、體外生物相容性作初步評價，為改善合金熔煉工藝，制成適用于臨床的新型鈣、鎂、鋅、釔合金提供科學依據(jù)。 方法：將Mg-Zn-Ca-Y合金浸提液與小鼠成纖維細胞（L929細胞）接觸培養(yǎng)，通過倒置相差顯微鏡觀察細胞形態(tài)，細胞毒性實驗量化細胞毒性，計算相對增值率(RGR)，對鎂合金細胞毒性進行初步評價。將Mg-Zn-Ca-Y合金材料植入日本大耳白兔骶棘肌肌肉內(nèi)，觀察白兔一般狀態(tài)、植入點組織情況。1個月后，HE染色后顯微鏡下觀察植入物周邊肌肉組織炎性改變情況，3個月、6個月后掃描電鏡下觀察標本表面纖維膜厚度，對該鎂合金在動物體內(nèi)的生物相容性進行初步評價。 結(jié)果：Mg-Zn-Ca-Y合金浸提液與小鼠成纖維細胞（L929細胞）接觸培養(yǎng)24h、48h、72h，細胞相對增值率（83.2%～103.4%），細胞毒性評級0-1級。陽性組、各浸提液組、陰性對照組細胞相對增值率具有顯著統(tǒng)計學差異（P0.05），而陰性組與個浸提液組無顯著統(tǒng)計學差異（P0.05）。Mg-Zn-Ca-Y合金標本植入日本大耳白兔骶棘肌肌肉內(nèi)，切口無紅腫及分泌物。1個月標本周圍組織形成纖維膜包繞標本，標本無明顯降解，有表面氧化并變黑，周圍無氣泡產(chǎn)生，光潔度良好。光鏡觀察偽膜厚度0.4mm。3個月標本有表面氧化，色黑；未見明顯產(chǎn)氣及過度降解，表面仍光滑。電鏡結(jié)果：纖維膜切面厚度149μm。6個月標本表面氧化，發(fā)黑，開始降解，無產(chǎn)氣，標本表面光潔度尚可。電鏡結(jié)果：分別選取標本不同部位電鏡觀察，結(jié)果均符合要求，小于30μm。 結(jié)論：Mg-Zn-Ca-Y合金無細胞毒性，具有良好的體內(nèi)組織相容性，初步試驗證實符合醫(yī)用鎂合金材料要求。
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【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：R318.08

【參考文獻】

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本文編號：1497331