本文關(guān)鍵詞：醫(yī)用AZ91D鎂合金表面改性研究

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【摘要】：金屬材料是修復(fù)或替代病變骨組織的重要生物材料。與目前臨床上使用的鈦合金和不銹鋼等金屬生物材料相比,鎂合金具有與人體骨相近的彈性模量和屈服強(qiáng)度,從而減少應(yīng)力遮擋效應(yīng)發(fā)生的可能性。鎂是人體新產(chǎn)代謝所必需的元素,鎂及鎂合金具備良好的機(jī)械性能和生物相容性等特點(diǎn),因此,鎂是一種理想的、潛在的金屬基生物材料。在20世紀(jì)初時(shí),鎂被作為人體材料用于研究和應(yīng)用,然而,由于鎂活潑的化學(xué)性質(zhì),鎂合金在生理環(huán)境中腐蝕速率較快,產(chǎn)生大量的氣泡使人體皮下組織出現(xiàn)氣泡,從而使其作為生物材料的應(yīng)用研究被擱置。隨著多種科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,鎂合金作為生物材料的應(yīng)用研究再次引起了廣泛關(guān)注,因此,對(duì)鎂合金表面改性的研究有重要意義。 本文綜述了近年來(lái)鎂合金作為生物材料應(yīng)用研究的成效及表面改性技術(shù),在此基礎(chǔ)上利用醫(yī)藥工業(yè)上已廣泛應(yīng)用的硬脂酸鈉為原料,通過(guò)陽(yáng)極電沉積技術(shù)于鎂合金基體上成功制備硬脂酸鎂膜層,該膜層是由鎂合金基體在陽(yáng)極電位作用下釋放出的Mg2+和電解液中的硬脂酸根結(jié)合沉積于基體上而形成的。通過(guò)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究此改性膜層對(duì)于基體的保護(hù)性,并通過(guò)生物礦化浸泡實(shí)驗(yàn)研究膜層對(duì)于基體在模擬生理環(huán)境中的腐蝕行為及生理行為的影響,通過(guò)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,覆膜層樣品的腐蝕速率明顯的小于裸基體鎂合金的腐蝕速率,而且硬脂酸鎂改性膜層不僅可以提高基體的耐腐蝕能力而且通過(guò)傅里葉紅外光譜證明該膜層可以誘導(dǎo)磷灰石的形成從而提高基體鎂合金的生物活性。 以成本低廉、工藝簡(jiǎn)單易操作且改性效果良好為出發(fā)點(diǎn),通過(guò)結(jié)合陰極電沉積技術(shù)和溶液法,首次在鎂合金基體上成功制備由羥基磷灰石和硬脂酸組成的復(fù)合膜層,通過(guò)X射線粉末衍射和傅里葉紅外光譜對(duì)復(fù)合膜層進(jìn)行表征分析,表明復(fù)合膜層是通過(guò)羥基磷灰石中的Ca2+和硬脂酸中的官能團(tuán)COOH間的靜電吸附作用而組成的,硬脂酸對(duì)羥基磷灰石的改性處理并不會(huì)改變其生理活性；通過(guò)電化學(xué)阻抗測(cè)試表明復(fù)合膜層樣品的阻抗低頻處膜值比裸基體鎂合金的高了2個(gè)數(shù)量級(jí),該改性膜層可以提高鎂合金基體耐腐蝕能力并對(duì)其提供有效的保護(hù)。 在確保改性膜層對(duì)鎂合金基體耐腐蝕能力和生物相容性提高的基礎(chǔ)上,以制備工藝成熟且相對(duì)簡(jiǎn)單及進(jìn)一步降低成本為前提,通過(guò)水熱法首次將四環(huán)素?fù)诫s入磷酸鈣膜層并在鎂合金基體表面成功制備。利用電化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)篩選反應(yīng)物濃度和四環(huán)素添加量,以?xún)?yōu)化出制備性能優(yōu)越的改性膜層的最佳實(shí)驗(yàn)條件。通過(guò)傅里葉紅外光譜和掃描電子顯微鏡表征改性膜層的組成和微觀結(jié)構(gòu)；通過(guò)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和生理礦化浸泡實(shí)驗(yàn)研究改性膜層對(duì)于基體腐蝕行為和生理行為的效應(yīng),動(dòng)電位極化測(cè)試表明覆四環(huán)素添加的磷酸鈣膜層樣品的腐蝕電流密度比裸基體鎂合金的小了2個(gè)數(shù)量級(jí),表明改性膜層顯著降低了樣品的腐蝕速率；生理礦化浸泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改性膜層不僅可以作為有效的阻擋層對(duì)鎂合金提供保護(hù)而且還可以誘導(dǎo)磷灰石的形成提高基體的生物活性,從而提高鎂合金作為生物材料的可能性。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 生物材料 腐蝕 表面改性
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 生物材料的概述9
• 1.2 生物材料的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 鎂及鎂合金表面改性研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 鎂合金表面仿生改性膜層研究現(xiàn)狀12-14
• 1.5 本課題研究目的及內(nèi)容14-15
• 參考文獻(xiàn)15-19
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料及測(cè)試方法19-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料19-20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及裝置20
• 2.3 實(shí)驗(yàn)技術(shù)方案20-21
• 2.4 測(cè)試方法21-23
• 2.5 本章小結(jié)23
• 參考文獻(xiàn)23-24
• 第三章 陽(yáng)極電沉積法制備硬脂酸鎂膜層及其性能研究24-36
• 3.1 前言24
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分24-25
• 3.3 結(jié)果與討論25-34
• 3.4 本章小結(jié)34
• 參考文獻(xiàn)34-36
• 第四章 陰極電沉積和溶液法制備羥基磷灰石-硬脂酸復(fù)合膜層及其性能研究36-47
• 4.1 前言36
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分36-37
• 4.3 結(jié)果與討論37-44
• 4.4 本章小結(jié)44
• 參考文獻(xiàn)44-47
• 第五章 水熱法制備摻雜四環(huán)素的磷酸鈣膜層及其性能研究47-59
• 5.1 前言47
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分47-48
• 5.3 結(jié)果與討論48-56
• 5.4 本章小結(jié)56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 第六章 結(jié)論與展望59-60
• 致謝60-61
• 在學(xué)期間發(fā)表的文章61

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：524219