本文關(guān)鍵詞：鎂合金表面PA-LBL涂層增強(qiáng)耐蝕性與生物相容性評價

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【摘要】：21世紀(jì)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(jī)械性能引起廣泛關(guān)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(dá)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(xué)骨科材料領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)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(yīng)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(dá)到保護(hù)基體不被腐蝕的作用,層層自組裝(LBL)兩種利于細(xì)胞黏附的高分子,也可以利用植酸的特殊結(jié)構(gòu)而結(jié)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(xué)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(jié)果顯示,隨著表面改性的進(jìn)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(hù)效率高達(dá)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(biāo)均保持在很小的范圍內(nèi)。探索其腐蝕機(jī)制在于產(chǎn)生氣泡后,膜層失效,但很快又復(fù)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(fù)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(jié)合更為緊密。在細(xì)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(biāo)對細(xì)胞黏附增殖的影響。發(fā)現(xiàn)]PA-LBL復(fù)合膜具有良好的細(xì)胞相容性,無明顯的細(xì)胞毒性,成骨細(xì)胞在其表面能夠更好的鋪展與延伸,細(xì)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(dǎo)和骨誘導(dǎo)性。PA-LBL復(fù)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(guān)鍵詞】：鎂合金 螯合 耐腐蝕性能 層層自組裝 生物相容性
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jìn)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(dú)特生物學(xué)效應(yīng)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(shù)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(shù)中的應(yīng)用26-27
• 1.4.3 海藻酸鈉在自組裝技術(shù)中的應(yīng)用27-28
• 1.5 本論文的選題意義、研究目標(biāo)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(biāo)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(fù)合涂層制備方法與表征技術(shù)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(xué)成分與結(jié)構(gòu)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(xué)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(fù)合涂層性能與耐蝕性分析39-57
• 3.1 PA-LBL復(fù)合涂層的表征39-43
• 3.1.1 PA-LBL復(fù)合涂層的顯微形貌39-41
• 3.1.2 改性鎂合金表面化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)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(xué)測試結(jié)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(xué)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(jié)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(jié)果討論52-54
• 3.4 腐蝕原理討論54-55
• 3.5 本章小結(jié)55-57
• 第4章 PA-LBL改性鎂合金體外細(xì)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(xì)胞用試劑的配制58
• 4.1.3 材料預(yù)處理與細(xì)胞提取58-59
• 4.1.4 細(xì)胞培養(yǎng)59
• 4.1.5 細(xì)胞增殖活性檢測59-60
• 4.1.6 細(xì)胞形態(tài)觀察60
• 4.2 實驗結(jié)果與討論60-65
• 4.2.1 鎂合金表面PA-LBL復(fù)合涂層對細(xì)胞黏附的影響60-63
• 4.2.2 鎂合金浸提液對細(xì)胞增殖活性的影響63-64
• 4.2.3 復(fù)合涂層對細(xì)胞增殖的影響64-65
• 4.3 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果77

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