本文關鍵詞：鎂合金表面PA-LBL涂層增強耐蝕性與生物相容性評價

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【摘要】：21世紀以來,新型可降解生物鎂合金因其良好的可降解性能,與自體骨相似的機械性能引起廣泛關注,顯示出良好的發(fā)展前景。然而其在體液環(huán)境下過快降解,造成局部堿化和局部氣腔等現(xiàn)象均不利于其作為植入物的功能性表達和患處的正常愈合。論文中分析了可降解鎂合金在生物醫(yī)學骨科材料領域的應用研究進展,重點分析討論了國內(nèi)外可降解鎂合金耐蝕性能改善的情況及現(xiàn)存的推向臨床的問題,提出了生物可降解鎂合金應用于臨床所亟待解決的問題并展望了未來的發(fā)展趨勢。在這篇論文中,以鎂合金AZ31為研究對象,利用植酸(Phytic Acide, PA)在鎂合金表面的螯合作用提高了自組裝膜與基體的粘合性,同時,使整個表面微環(huán)境處于一個動態(tài)平衡的腐蝕沉積狀態(tài)。植酸可以在鎂合金表面螫合形成致密的涂層以達到保護基體不被腐蝕的作用,層層自組裝(LBL)兩種利于細胞黏附的高分子,也可以利用植酸的特殊結構而結合在鎂合金表面。綜合考慮下,植酸的螯合層可以使得材料具有較低的腐蝕速度,同時自組裝層也可以提高材料表面的生物相容性。利用電化學測試和浸泡實驗分析材料的耐腐蝕性能與體外降解情況,結果顯示,隨著表面改性的進行,AZ3 1的耐腐蝕性能逐漸得到提高,尤其是PA-LBL改性后的鎂合金,其腐蝕保護效率高達74%。且基體失重率和pH變化情況顯示,PA-LBL改性后的鎂合金在體外釋放的過程中,這兩項指標均保持在很小的范圍內(nèi)。探索其腐蝕機制在于產(chǎn)生氣泡后,膜層失效,但很快又復合在一起形成新膜,從而保持一種動態(tài)平衡,抑制更深的腐蝕發(fā)生。復合涂層的顯微形貌表明,利用植酸改善自組裝膜與基體的粘合性得到了實現(xiàn),膜層厚度明顯增加,且更為均勻,與基體結合更為緊密。在細胞體外生物相容性評價中,分別利用直接培養(yǎng),浸提液培養(yǎng)和鈦表面模擬培養(yǎng)討論了系統(tǒng)各項指標對細胞黏附增殖的影響。發(fā)現(xiàn)]PA-LBL復合膜具有良好的細胞相容性,無明顯的細胞毒性,成骨細胞在其表面能夠更好的鋪展與延伸,細胞在材料表面處于高活性狀態(tài),推測該涂層具有良好的骨傳導和骨誘導性。PA-LBL復合涂層能夠改善鎂合金的耐蝕性與生物相容性能且有望推廣至臨床。
【關鍵詞】：鎂合金 螯合 耐腐蝕性能 層層自組裝 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】：2016
【分類號】：TG174.4;R318.08
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-30
• 1.1 鎂基可降解生物材料概述13-15
• 1.2 鎂基可降解金屬材料在骨組織工程中的研究進展15-19
• 1.2.1 鎂基可降解金屬材料的優(yōu)勢18-19
• 1.2.2 鎂基可降解金屬材料臨床推廣的瓶頸19
• 1.3 鎂基可降解金屬材料耐蝕性能改善的研究現(xiàn)狀19-25
• 1.3.1 合金元素改善鎂合金耐腐蝕性與其獨特生物學效應19-21
• 1.3.2 表面修飾改善鎂基材料耐蝕性能與生物相容性21-25
• 1.4 層層自組裝技術改善鎂基材料耐蝕性能25-28
• 1.4.1 肌醇六磷酸在鎂基材料表面螯合25-26
• 1.4.2 多聚賴氨酸在自組裝技術中的應用26-27
• 1.4.3 海藻酸鈉在自組裝技術中的應用27-28
• 1.5 本論文的選題意義、研究目標和研究內(nèi)容28-30
• 1.5.1 本論文的選題意義28-29
• 1.5.2 本論文的研究目標29
• 1.5.3 本論文的研究內(nèi)容29-30
• 第2章 植酸-層層自組裝復合涂層制備方法與表征技術30-39
• 2.1 引言30
• 2.2 實驗材料與方法30-33
• 2.2.1 實驗材料與儀器30-31
• 2.2.2 植酸、自組裝改性鎂合金的制備31-33
• 2.3 分析測試33-39
• 2.3.1 表面改性鎂合金顯微形貌分析33
• 2.3.2 材料表面化學成分與結構分析33
• 2.3.3 表面改性鎂合金對其水接觸角與表面能的影響33-34
• 2.3.4 電化學測試分析改性鎂合金耐腐蝕性能34-36
• 2.3.5 PA-LBL改性鎂合金在模擬體液中的降解36-39
• 第3章 PA-LBL復合涂層性能與耐蝕性分析39-57
• 3.1 PA-LBL復合涂層的表征39-43
• 3.1.1 PA-LBL復合涂層的顯微形貌39-41
• 3.1.2 改性鎂合金表面化學成分及結構分析41-42
• 3.1.3 改性鎂合金表面水接觸角與表面能42-43
• 3.2 電化學測試結果與討論43-50
• 3.2.1 動電位極化分析(PDP)材料腐蝕性能44-45
• 3.2.2 電化學交流阻抗測試(EIS)評價材料耐蝕性能45-50
• 3.3 體外浸泡實驗結果與討論50-54
• 3.3.1 pH變化與失重率的變化50-52
• 3.3.2 體外浸泡實驗析氫結果討論52-54
• 3.4 腐蝕原理討論54-55
• 3.5 本章小結55-57
• 第4章 PA-LBL改性鎂合金體外細胞相容性評價57-66
• 4.1 實驗材料與方法57-60
• 4.1.1 實驗材料57-58
• 4.1.2 細胞用試劑的配制58
• 4.1.3 材料預處理與細胞提取58-59
• 4.1.4 細胞培養(yǎng)59
• 4.1.5 細胞增殖活性檢測59-60
• 4.1.6 細胞形態(tài)觀察60
• 4.2 實驗結果與討論60-65
• 4.2.1 鎂合金表面PA-LBL復合涂層對細胞黏附的影響60-63
• 4.2.2 鎂合金浸提液對細胞增殖活性的影響63-64
• 4.2.3 復合涂層對細胞增殖的影響64-65
• 4.3 本章小結65-66
• 結論66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-77
• 攻讀碩士學位期間研究成果77

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