本文關鍵詞：鎂表面構建兼顧腐蝕控制和骨相容性己二胺四甲基叉膦酸涂層的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鎂及鎂合金作為革命性的醫(yī)用全降解植入金屬材料備受關注,但過快的腐蝕／降解速率成為臨床應用的最大挑戰(zhàn)。兼顧腐蝕控制和生物相容性鎂基可降解材料的出現是實際臨床應用所高度期望的。本課題中,己二胺四甲基叉膦酸(methylenephosphonic acid) [HDTMPA, (H2O3P-CH2)2-N-(CH2)6-N-(CH2-PO3H2)2]作為一種天然的、具有生物活性的有機分子,通過化學轉化和浸涂的方法以共價固定和螯合沉積的形式,在純鎂表面成功構建兼顧腐蝕控制和骨生物相容性的HDTMPA涂層。采用堿活化預處理使純鎂表面產生豐富的功能基團(-OH),為HDTMPA分子的化學接枝提供保證。隨后HDTMPA分子與基底釋放出的Mg2+發(fā)生螯合反應,最終在純鎂表面構建出均一致密的HDTMPA涂層。通過濃度的優(yōu)化選擇,Mg-OH@HDTMPA(5 mM)的涂層質量最為均一且致密。FT-IR圖譜中磷酸基團的漂移和XPS圖譜中P-O-Mg高分辨峰的出現明顯表明共價固定和螯合作用的存在。電化學結果顯示HDTMPA涂層具有低而穩(wěn)定的開路電位(OCP),以及較低的自腐蝕電流密度(jcorr),體現HDTMPA涂層具有較穩(wěn)定的熱力學狀態(tài),這種熱力學狀態(tài)減緩陰極析氫反應(NED)可有效抑制整個腐蝕過程的進行(RDS)。阻抗測試結果顯示,HDTMPA涂層動力學上抑制腐蝕作用明顯,涂層可顯著減少局部腐蝕的影響。長期浸泡結果表明,Mg-OH@HDTMPA(5 mM)的耐腐蝕性能最強,原因是HDTMPA涂層本身較低自腐蝕電位(Ecoor)從熱力學上決定其具有較好的耐腐蝕作用,同時均一致密的膜結構從動力學上抑制過快腐蝕的發(fā)生(還表現在降解過程中涂層中HDTMPA分子對Mg2+阻礙作用)。電化學腐蝕和浸泡降解試驗顯示：在PBS緩沖溶液中(37±0.5℃),HDTMPA改性的鎂與純鎂相比具有優(yōu)異的控制生物腐蝕／降解行為能力,對于實際臨床應用意義深遠。初期的血液相容性結果表明,HDTMPA改性的鎂溶血率僅為1.1%,小于純鎂(33.45%)和不銹鋼(1.34%)的溶血率,且符合臨床實際應用低于5.0%的國際臨床要求。同時,HDTMPA改性的鎂表現出良好的骨相容性,不但可以誘導生物活性類骨磷酸鈣羥基磷灰石[(Ca10(PO4)6(OH)2,HA]和磷酸八鈣[Ca8H2(PO4)6·5H2O, OCP]的沉積,而且可以促進成骨細胞的粘附和增殖,這預示著HDTM PA涂層有著較好的骨傳導性和誘導性。這種具有良好控制生物降解性和生物相容性的HDTMPA改性鎂基材料,有望成為新的骨植入材料進行臨床驗證。
【關鍵詞】：生物降解金屬 鎂 己二胺四甲基叉膦酸(HDTMPA) 腐蝕 溶血率 骨生物相容性
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-13
• 第一章 緒論13-34
• 1.1 生物醫(yī)用材料研究現狀13-14
• 1.2 生物醫(yī)用可降解材料研究現狀14-21
• 1.2.1 可降解生物陶瓷材料14-15
• 1.2.2 可降解有機高分子材料15-16
• 1.2.3 可降解金屬材料16-20
• 1.2.4 可降解復合材料20-21
• 1.3 醫(yī)用可降解鎂基材料的優(yōu)勢和不足21-25
• 1.3.1 鎂基材料的應用現狀21-22
• 1.3.2 鎂基材料的腐蝕/降解電化學機理22-25
• 1.4 醫(yī)用鎂基材料改性處理研究現狀25-29
• 1.5 鎂基材料表面膦酸類涂層研究現狀及選擇29-31
• 1.5.1 鎂基材料表面膦酸類涂層的研究現狀29-30
• 1.5.2 己二胺四甲基叉膦酸(HDTMPA)簡介30-31
• 1.6 選題意義及研究內容31-33
• 1.7 技術路線33-34
• 第二章 HDTMPA涂層的制備及表征方法34-43
• 2.1 實驗試劑及儀器34-35
• 2.1.1 實驗試劑34
• 2.1.2 實驗儀器34-35
• 2.2 樣品制備及表征方法35-37
• 2.2.1 HDTMPA涂層的制備35-36
• 2.2.2 材料學表征36
• 2.2.3 水接觸角和表面能36-37
• 2.3 腐蝕/降解實驗37-40
• 2.3.1 電化學測試37-39
• 2.3.2 體外浸泡實驗39-40
• 2.4 生物相容性實驗40-43
• 2.4.1 血液相容性評價40-41
• 2.4.2 體外骨相容生物評價41-43
• 第三章 HDTMPA涂層結果表征和降解行為研究43-61
• 3.1 引言43
• 3.2 材料學表征43-47
• 3.2.1 表面和截面形貌43-45
• 3.2.2 FT-IR和XPS45-47
• 3.3 電化學腐蝕行為47-56
• 3.3.1 OCP47-48
• 3.3.2 PDP48-51
• 3.3.3 EIS51-56
• 3.4 浸泡降解行為56-58
• 3.5 結果討論58-59
• 3.6 本章小結59-61
• 第四章 HDTMPA涂層生物相容性評價61-70
• 4.1 水接觸角和表面能61-62
• 4.2 溶血率62-63
• 4.3 體外骨細胞相容性評價63-69
• 4.3.1 誘導型-磷酸鈣63-65
• 4.3.2 成骨細胞的粘附與增殖65-69
• 4.4 本章小結69-70
• 第五章 總結與展望70-72
• 5.1 主要結論70-71
• 5.2 未來展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-88
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文88-89

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前4條

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  本文關鍵詞：鎂表面構建兼顧腐蝕控制和骨相容性己二胺四甲基叉膦酸涂層的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：356042