镁基表面纳米棒状HA/封孔MgO涂层的制备及其细胞与骨整合响应研究

发布时间：2021-07-21 16:52

　　镁及其合金作为第三代具有可降解功能的硬组织替代类生物医用材料已经得到广泛的关注和研究。镁合金具有与自然骨相近的弹性模量和较为优异的力学性能,并且能够在体内自行降解,对人体无毒副作用。然而限制镁合金在临床上应用的主要障碍是其在含有大量氯离子的生理环境中降解过快,导致过量氢气的产生和周围体液过度碱化,阻碍了骨修复过程,并且过快的降解会使其过早的失去力学完整性,无法在骨折区域愈合时间内提供足够的力学支撑,导致植入失败。为了提高镁合金的耐蚀性,保持长时间力学完整,并且同时提高其生物相容性,加速骨修复,本文采用微弧氧化（MAO）和水热处理（HT）两步法,在镁基表面构建了“纳米棒状羟基磷灰石（HA）/封孔MgO”双层结构涂层（HT24h）,其中外层为棒间距<70nm的HA纳米棒阵列,内层由HA纳米棒和Mg（OH）₂纳米片封孔的MgO构成,HA直接生长于MgO表面,而Mg（OH）₂只是环绕在其周围。本论文主要研究了HA纳米棒的形成机制,并以MAO制备的多孔MgO涂层（MAO₀）及其经短时水热处理制备的Mg（OH）₂

【文章来源】：西安交通大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：107 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 镁基合金作为可降解硬组织替代材料的优势和存在的问题
    1.2 减缓镁基合金降解的方法
        1.2.1 改善镁基合金的微观组织结构
        1.2.2 镁基合金表面改性
    1.3 微弧氧化和水热技术在镁基合金表面生物活化改性中的应用
        1.3.1 镁基合金表面微弧氧化改性研究
        1.3.2 镁基合金表面水热处理改性研究
    1.4 本文的研究目的与内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
2 纯镁表面纳米棒状HA/封孔MgO双层结构涂层的制备工艺及其形成机制研究
    2.1 引言
    2.2 实验方法
        2.2.1 样品准备
        2.2.2 样品的结构和性能表征
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 不同水热时间对涂层表面形貌的影响
        2.3.2 水热过程中HA纳米棒形成机制研究
        2.3.3 水热处理不同时间得到涂层的体外生物活性以及结合强度
    2.4 本章小结
3 纳米棒状HA/封孔MgO双层结构涂层在生理盐水中的降解行为
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 样品制备
        3.2.2 电化学测试涂层在生理盐水中对基体的保护功效
        3.2.3 静态浸泡测试涂层在生理盐水中的降解行为
        3.2.4 浸泡不同时间后样品的力学完整性
    3.3 实验结果
        3.3.1 不同样品极化曲线及电化学阻抗谱
        3.3.2 不同样品在生理盐水中的降解行为
    3.4 本章小结
4 纳米棒状HA/封孔MgO双层结构涂层的生物学性能表征
    4.1 引言
    4.2 实验材料与方法
        4.2.1 样品制备
        4.2.2 体外成骨细胞对涂层响应评价
        4.2.3 体内不同样品骨整合效力评价
    4.3 实验结果
        4.3.1 涂层表面形貌观察
        4.3.2 涂层对成骨细胞生物学行为的影响
        4.3.3 不同样品在动物体内骨整合效应
    4.4 本章小结
5 纯镁表面快速形成纳米棒状HA/HA封孔MgO双层结构涂层的制备技术及其性能表征
    5.1 引言
    5.2 实验方法
        5.2.1 样品准备
        5.2.2 样品表面的微观组织结构以及涂层的结合强度表征
        5.2.3 不同样品耐蚀性表征
        5.2.4 体外成骨细胞响应评价
    5.3 实验结果
        5.3.1 样品表面的微观组织结构以及涂层的结合强度
        5.3.2 不同样品在PBS溶液中的耐蚀行为
        5.3.3 不同样品对细胞行为的影响
    5.4 本章小结
6 结论
    6.1 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果



本文编号：3295411