鎂合金不溶性降解產(chǎn)物的研究及MAO鎂合金的復(fù)合表面改性
發(fā)布時(shí)間:2021-06-22 05:43
目的:鎂合金作為一種可降解的金屬材料,廣泛的應(yīng)用于骨移植替代物方面。但是鎂合金在含水環(huán)境下過(guò)快的降解速率會(huì)引發(fā)生物安全性問(wèn)題,并且很難長(zhǎng)時(shí)間的保持其機(jī)械性能的完整性。在生物安全性問(wèn)題方面,關(guān)于不溶性降解產(chǎn)物沒(méi)有系統(tǒng)性的研究。因此本研究的第一個(gè)部分主要研究了鎂合金在細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境下的不溶性降解產(chǎn)物,并探究了該不溶性降解產(chǎn)物的生物相容性。微弧氧化(MAO)能夠顯著的增強(qiáng)鎂合金的耐蝕性。但是MAO層有許多的孔洞,這些孔洞(特別是那些貫穿整個(gè)MAO層的孔洞)的存在便于腐蝕液直接腐蝕鎂合金基體。因此本研究的第二個(gè)部分主要研究了甲基丙烯酰化明膠(GelMA)水凝膠等對(duì)MAO鎂合金的表面改性,從而增強(qiáng)MAO鎂合金的耐蝕性。研究方法:在第一部分的研究中,將AZ91鎂合金浸泡于細(xì)胞培養(yǎng)基和磷酸緩沖鹽(PBS)兩種溶液中,并放在CO2培養(yǎng)箱中12天,從而得到并收集鎂合金的不溶性降解產(chǎn)物。采用光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)等對(duì)不溶性降解產(chǎn)物進(jìn)行成分和形貌分析。再將AZ91鎂合金和豬髖動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞(PIEC)直接培養(yǎng),確定該條件下是否會(huì)形成不溶性降解產(chǎn)物。隨后...
【文章來(lái)源】:中國(guó)醫(yī)科大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)圖
中國(guó)醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文103實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.1浸泡實(shí)驗(yàn)3.1.1浸泡液的pH值變化圖3.1為在細(xì)胞培養(yǎng)條件下,AZ91鎂合金分別浸泡于細(xì)胞培養(yǎng)基(A-I)和PBS(A-II)兩種溶液中的pH值變化圖。圖3.1AZ91鎂合金分別在細(xì)胞培養(yǎng)基(A-I)和PBS(A-II)中浸泡12天后的pH值圖從圖3.1中總體可以看出,浸泡過(guò)程中,雖有時(shí)因腐蝕產(chǎn)物的作用pH值有下降的情況,但pH值總體呈上升趨勢(shì)且其數(shù)值在6.0到9.0之間。這是因?yàn)殒V合金的降解會(huì)導(dǎo)致周?chē)h(huán)境的pH值上升。細(xì)節(jié)方面,當(dāng)鎂合金浸泡在細(xì)胞培養(yǎng)基中(A-I)時(shí),前4天液體的pH值為7.0,無(wú)變化。第4天后,直到第7天,液體的pH值呈上升趨勢(shì)。在第8天的測(cè)試中,pH值有所下降。之后直至第12天,pH值呈緩慢上升趨勢(shì),最后趨近平穩(wěn),達(dá)到8.5。而鎂合金浸泡在PBS中(A-II)時(shí),其pH值從6.5緩慢上升。在第4天時(shí),卻又有所降低。之后一路呈上升趨勢(shì),在第10天后,pH值趨近8.5,達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。浸泡前期,pH值無(wú)上升趨勢(shì),可能是因?yàn)镃O2的加入以及液體中HPO42-和HCO3-等緩沖離子的緩沖作用[7,8]。之后,鎂合金的腐蝕仍然在發(fā)生,但是腐蝕產(chǎn)物的形成,也會(huì)阻礙pH值的急速增加,甚至可能會(huì)降低pH值。直到最后腐蝕產(chǎn)物的保護(hù)作用與液體對(duì)鎂合金的腐蝕效果趨近平衡,pH值也就趨近平穩(wěn)。而與PBS的pH值相比較,細(xì)胞培養(yǎng)基的pH值上升的早且其數(shù)值在浸泡的第1天到第7天都大于PBS的pH值。因此,鎂合金浸泡在細(xì)胞培養(yǎng)基中的腐蝕情況要比浸泡在PBS中的腐蝕情況更嚴(yán)重。
中國(guó)醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文113.1.2鎂合金的腐蝕形貌圖3.2為在細(xì)胞培養(yǎng)條件下,AZ91鎂合金分別在細(xì)胞培養(yǎng)基(A-I)和PBS(A-II)中浸泡12天后的腐蝕形貌。圖3.2AZ91鎂合金分別在細(xì)胞培養(yǎng)基(A-I)和PBS(A-II)中浸泡12天后的腐蝕形貌圖圖3.2(a)-(d):數(shù)碼照片;圖3.2(e)-(j):金相顯微鏡圖。在圖3.2(a)-(d)中可以看到,當(dāng)鎂合金在細(xì)胞培養(yǎng)基(A-I)中浸泡12天后,其表面存在有明顯的腐蝕坑,局部腐蝕明顯。而在PBS(A-II)中浸泡12天后的鎂合金,其表面較為光滑,腐蝕不明顯。采用金相顯微鏡進(jìn)行更加細(xì)致的觀察,圖3.2(e)-(j)中也可
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Materials evolution of bone plates for internal fixation of bone fractures: A review[J]. Junlei Li,Ling Qin,Ke Yang,Zhijie Ma,Yongxuan Wang,Liangliang Cheng,Dewei Zhao. Journal of Materials Science & Technology. 2020(01)
[2]Recent advances in biodegradation controls over Mg alloys for bone fracture management: A review[J]. Ming-Shi Song,Rong-Chang Zeng,Yun-Fei Ding,Rachel W.Li,Mark Easton,Ivan Cole,Nick Birbilis,Xiao-Bo Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2019(04)
[3]容面比對(duì)WE43鎂合金在模擬體液中降解行為的影響[J]. 黃瓊,李慧中,梁霄鵬,陳智. 湖南有色金屬. 2018(04)
[4]大長(zhǎng)徑比三水碳酸鎂晶須的制備及晶體生長(zhǎng)機(jī)理[J]. 王余蓮,印萬(wàn)忠,張夏翔,唐宏欣,戴紹書(shū). 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2018(07)
[5]流場(chǎng)環(huán)境中AZ31鎂合金的腐蝕行為研究[J]. 韓林原,李旋,儲(chǔ)成林,白晶,薛烽. 金屬學(xué)報(bào). 2017(10)
[6]New insights into the effect of Tris-HCl and Tris on corrosion of magnesium alloy in presence of bicarbonate,sulfate,hydrogen phosphate and dihydrogen phosphate ions[J]. Lan-Yue Cui,Yan Hu,Rong-Chang Zeng,Yong-Xin Yang,Dan-Dan Sun,Shuo-Qi Li,Fen Zhang,En-Hou Han. Journal of Materials Science & Technology. 2017(09)
[7]可生物降解鎂合金微細(xì)管的加工成形:坯料超細(xì)晶化、工藝參數(shù)優(yōu)化、新技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用[J]. 崔亞軍,王昌,于振濤,趙利淵,王嵐,張永濤,石瑾. 材料導(dǎo)報(bào). 2016(15)
[8]可降解AZ31鎂合金支架在兔腹主動(dòng)脈內(nèi)的降解時(shí)間和降解效果[J]. 張小青,李鑫. 中國(guó)組織工程研究. 2016(30)
[9]陽(yáng)極氧化對(duì)鎂合金在仿生溶液中降解性能影響的研究[J]. 張春艷,李盼妮,楊明波,徐超玲. 功能材料. 2016(06)
[10]新型醫(yī)用Mg(98.7-x)-Zn1.0-Ca0.3-Mnx合金在hank’s模擬體液中的降解行為[J]. 王國(guó)斌,郭兵,丁雨田. 華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
博士論文
[1]骨植入用新型可降解鎂合金材料設(shè)計(jì)及生物醫(yī)學(xué)功能研究[D]. 劉辰.南京理工大學(xué) 2016
碩士論文
[1]離子通道功能蛋白激酶TRPM7調(diào)控鎂離子對(duì)成骨細(xì)胞的骨誘導(dǎo)作用[D]. 祖海越.大連大學(xué) 2018
[2]超疏水鎂合金表面的構(gòu)建及耐腐蝕性能研究[D]. 朱亞利.蘭州交通大學(xué) 2016
[3]心血管支架用生物可降解ZK30-xCa鎂合金的組織及性能研究[D]. 王陸.太原理工大學(xué) 2016
[4]可降解鎂合金支架-MPM植入兔腹主動(dòng)脈后降解的研究[D]. 陳亮.南方醫(yī)科大學(xué) 2016
[5]AZ31鎂合金細(xì)管塑性加工工藝及腐蝕研究[D]. 裴崇雷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[6]鎂合金表面梯度降解生物涂層制備及性能表征[D]. 張毅.重慶理工大學(xué) 2015
[7]AZ31B鎂合金微弧氧化陶瓷膜的制備及后封孔技術(shù)研究[D]. 齊素芳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):3242242
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)圖
中國(guó)醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文103實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.1浸泡實(shí)驗(yàn)3.1.1浸泡液的pH值變化圖3.1為在細(xì)胞培養(yǎng)條件下,AZ91鎂合金分別浸泡于細(xì)胞培養(yǎng)基(A-I)和PBS(A-II)兩種溶液中的pH值變化圖。圖3.1AZ91鎂合金分別在細(xì)胞培養(yǎng)基(A-I)和PBS(A-II)中浸泡12天后的pH值圖從圖3.1中總體可以看出,浸泡過(guò)程中,雖有時(shí)因腐蝕產(chǎn)物的作用pH值有下降的情況,但pH值總體呈上升趨勢(shì)且其數(shù)值在6.0到9.0之間。這是因?yàn)殒V合金的降解會(huì)導(dǎo)致周?chē)h(huán)境的pH值上升。細(xì)節(jié)方面,當(dāng)鎂合金浸泡在細(xì)胞培養(yǎng)基中(A-I)時(shí),前4天液體的pH值為7.0,無(wú)變化。第4天后,直到第7天,液體的pH值呈上升趨勢(shì)。在第8天的測(cè)試中,pH值有所下降。之后直至第12天,pH值呈緩慢上升趨勢(shì),最后趨近平穩(wěn),達(dá)到8.5。而鎂合金浸泡在PBS中(A-II)時(shí),其pH值從6.5緩慢上升。在第4天時(shí),卻又有所降低。之后一路呈上升趨勢(shì),在第10天后,pH值趨近8.5,達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。浸泡前期,pH值無(wú)上升趨勢(shì),可能是因?yàn)镃O2的加入以及液體中HPO42-和HCO3-等緩沖離子的緩沖作用[7,8]。之后,鎂合金的腐蝕仍然在發(fā)生,但是腐蝕產(chǎn)物的形成,也會(huì)阻礙pH值的急速增加,甚至可能會(huì)降低pH值。直到最后腐蝕產(chǎn)物的保護(hù)作用與液體對(duì)鎂合金的腐蝕效果趨近平衡,pH值也就趨近平穩(wěn)。而與PBS的pH值相比較,細(xì)胞培養(yǎng)基的pH值上升的早且其數(shù)值在浸泡的第1天到第7天都大于PBS的pH值。因此,鎂合金浸泡在細(xì)胞培養(yǎng)基中的腐蝕情況要比浸泡在PBS中的腐蝕情況更嚴(yán)重。
中國(guó)醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文113.1.2鎂合金的腐蝕形貌圖3.2為在細(xì)胞培養(yǎng)條件下,AZ91鎂合金分別在細(xì)胞培養(yǎng)基(A-I)和PBS(A-II)中浸泡12天后的腐蝕形貌。圖3.2AZ91鎂合金分別在細(xì)胞培養(yǎng)基(A-I)和PBS(A-II)中浸泡12天后的腐蝕形貌圖圖3.2(a)-(d):數(shù)碼照片;圖3.2(e)-(j):金相顯微鏡圖。在圖3.2(a)-(d)中可以看到,當(dāng)鎂合金在細(xì)胞培養(yǎng)基(A-I)中浸泡12天后,其表面存在有明顯的腐蝕坑,局部腐蝕明顯。而在PBS(A-II)中浸泡12天后的鎂合金,其表面較為光滑,腐蝕不明顯。采用金相顯微鏡進(jìn)行更加細(xì)致的觀察,圖3.2(e)-(j)中也可
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Materials evolution of bone plates for internal fixation of bone fractures: A review[J]. Junlei Li,Ling Qin,Ke Yang,Zhijie Ma,Yongxuan Wang,Liangliang Cheng,Dewei Zhao. Journal of Materials Science & Technology. 2020(01)
[2]Recent advances in biodegradation controls over Mg alloys for bone fracture management: A review[J]. Ming-Shi Song,Rong-Chang Zeng,Yun-Fei Ding,Rachel W.Li,Mark Easton,Ivan Cole,Nick Birbilis,Xiao-Bo Chen. Journal of Materials Science & Technology. 2019(04)
[3]容面比對(duì)WE43鎂合金在模擬體液中降解行為的影響[J]. 黃瓊,李慧中,梁霄鵬,陳智. 湖南有色金屬. 2018(04)
[4]大長(zhǎng)徑比三水碳酸鎂晶須的制備及晶體生長(zhǎng)機(jī)理[J]. 王余蓮,印萬(wàn)忠,張夏翔,唐宏欣,戴紹書(shū). 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2018(07)
[5]流場(chǎng)環(huán)境中AZ31鎂合金的腐蝕行為研究[J]. 韓林原,李旋,儲(chǔ)成林,白晶,薛烽. 金屬學(xué)報(bào). 2017(10)
[6]New insights into the effect of Tris-HCl and Tris on corrosion of magnesium alloy in presence of bicarbonate,sulfate,hydrogen phosphate and dihydrogen phosphate ions[J]. Lan-Yue Cui,Yan Hu,Rong-Chang Zeng,Yong-Xin Yang,Dan-Dan Sun,Shuo-Qi Li,Fen Zhang,En-Hou Han. Journal of Materials Science & Technology. 2017(09)
[7]可生物降解鎂合金微細(xì)管的加工成形:坯料超細(xì)晶化、工藝參數(shù)優(yōu)化、新技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用[J]. 崔亞軍,王昌,于振濤,趙利淵,王嵐,張永濤,石瑾. 材料導(dǎo)報(bào). 2016(15)
[8]可降解AZ31鎂合金支架在兔腹主動(dòng)脈內(nèi)的降解時(shí)間和降解效果[J]. 張小青,李鑫. 中國(guó)組織工程研究. 2016(30)
[9]陽(yáng)極氧化對(duì)鎂合金在仿生溶液中降解性能影響的研究[J]. 張春艷,李盼妮,楊明波,徐超玲. 功能材料. 2016(06)
[10]新型醫(yī)用Mg(98.7-x)-Zn1.0-Ca0.3-Mnx合金在hank’s模擬體液中的降解行為[J]. 王國(guó)斌,郭兵,丁雨田. 華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
博士論文
[1]骨植入用新型可降解鎂合金材料設(shè)計(jì)及生物醫(yī)學(xué)功能研究[D]. 劉辰.南京理工大學(xué) 2016
碩士論文
[1]離子通道功能蛋白激酶TRPM7調(diào)控鎂離子對(duì)成骨細(xì)胞的骨誘導(dǎo)作用[D]. 祖海越.大連大學(xué) 2018
[2]超疏水鎂合金表面的構(gòu)建及耐腐蝕性能研究[D]. 朱亞利.蘭州交通大學(xué) 2016
[3]心血管支架用生物可降解ZK30-xCa鎂合金的組織及性能研究[D]. 王陸.太原理工大學(xué) 2016
[4]可降解鎂合金支架-MPM植入兔腹主動(dòng)脈后降解的研究[D]. 陳亮.南方醫(yī)科大學(xué) 2016
[5]AZ31鎂合金細(xì)管塑性加工工藝及腐蝕研究[D]. 裴崇雷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[6]鎂合金表面梯度降解生物涂層制備及性能表征[D]. 張毅.重慶理工大學(xué) 2015
[7]AZ31B鎂合金微弧氧化陶瓷膜的制備及后封孔技術(shù)研究[D]. 齊素芳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
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