血管支架用镁合金表面与生物小分子作用规律及机制研究
发布时间：2023-04-22 00:28
生物医用镁合金具有良好的可降解性、生物相容性和力学相容性,是具有发展潜力的可降解血管支架材料之一,近年来成为生物材料研究的热点。但在生理环境下,镁合金表面存在内皮化过程缓慢和降解速率较快的问题阻碍了镁合金血管支架在临床上的应用。本文系统研究了生物镁合金表面与具有快速内皮化效果的生物分子涂层的作用规律及机制,为选择具有快速内皮化功能的生物涂层提供理论支撑。由于表面结构及表面与生物分子涂层作用的复杂性,单纯借助实验很难获得涂层与表面结合的作用规律及机制。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了纯镁及镁合金表面与生物小分子(官能团、氨基酸、二肽和精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(arginine-glycine-aspartic acid,RGD)三肽)的作用规律及机制,对选择具有内皮化倾向的生物分子涂层、镁合金成分及镁合金表面织构的加工方式具有重要的理论指导意义。(1)采用第一性原理计算方法,从原子尺度研究了纯镁表面与生物小分子的作用规律和吸附机制。计算了 Mg(0001)面与官能团(氨基、羧基和胍基)、氨基酸(精氨酸、甘氨酸和天冬氨酸)、二肽(精氨酸-甘氨酸、甘氨酸-天冬氨酸和精氨酸...
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 可降解生物镁合金血管支架
1.3 血管支架内皮化
1.3.1 血管支架内皮化的研究现状
1.3.2 促进血管支架内皮化的方法
1.4 生物小分子
1.4.1 官能团
1.4.2 氨基酸
1.4.3 二肽和RGD三肽
1.5 材料表面与小分子的计算机模拟
1.5.1 金属及金属氧化物表面与生物小分子的计算机模拟
1.5.2 镁及镁合金表面与小分子的计算机模拟
1.6 主要研究内容及创新点
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 技术路线
1.6.3 本文的创新点
第2章 理论计算方法
2.1 引言
2.2 密度泛函理论
2.2.1 多体系统的薛定谔方程
2.2.2 玻恩-奥本海默近似
2.2.3 哈特里-福克近似
2.2.4 Hohenberg-Kohn定理和Kohn-Sham方程
2.2.5 交换关联泛函
2.2.6 范德瓦尔斯修正的密度泛函理论及赝势方法
2.3 第一性原理计算软件
第3章 纯镁表面与生物小分子的作用规律及机制
3.1 引言
3.2 计算方法和细节
3.3 Mg(0001)面与官能团的吸附
3.3.1 Mg(0001)面与官能团的吸附作用规律
3.3.2 Mg(0001)面与官能团的吸附作用机制
3.4 Mg(0001)面与氨基酸的吸附
3.4.1 Mg(0001)面与氨基酸的吸附作用规律
3.4.2 Mg(0001)面与氨基酸的吸附作用机制
3.5 Mg(0001)面与二肽及RGD三肽的吸附
3.5.1 Mg(0001)面与二肽的吸附作用规律及机制
3.5.2 Mg(0001)面与RGD三肽的吸附作用规律及机制
3.6 缺陷及羟基对Mg(0001)面与甘氨酸吸附作用的影响
3.6.1 缺陷对Mg(0001)面与甘氨酸吸附的影响
3.6.2 羟基对Mg(0001)面与甘氨酸吸附的影响
3.7 本章小结
第4章 镁合金表面与生物小分子的作用规律及机制
4.1 引言
4.2 计算方法和细节
4.3 不同合金元素对官能团吸附的影响
4.3.1 不同合金元素对官能团吸附作用规律的影响
4.3.2 不同合金元素对官能团吸附作用机制的影响
4.4 不同合金元素对氨基酸吸附的影响
4.4.1 不同合金元素对氨基酸吸附作用规律的影响
4.4.2 不同合金元素对氨基酸吸附作用机制的影响
4.5 不同合金元素对二肽和RGD三肽吸附的影响
4.6 生物小分子直接与合金元素作用的情况
4.7 镁及镁合金表面与精氨酸结合的初步验证实验
4.7.1 实验材料制备
4.7.2 实验步骤
4.7.3 实验结果分析
4.8 本章小结
第5章 镁及镁合金不同表面与生物小分子的作用规律及机制
5.1 引言
5.2 计算方法和细节
5.3 表面稳定性研究及功函数分析
5.4 甘氨酸和RGD三肽在Mg(1120)面和(1011)面的吸附
5.5 不同合金元素对甘氨酸和RGD三肽吸附作用的影响
5.6 本章小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 展望
在学期间发表的学术论文与研究成果
参考文献
致谢
本文编号：3796552
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 可降解生物镁合金血管支架
1.3 血管支架内皮化
1.3.1 血管支架内皮化的研究现状
1.3.2 促进血管支架内皮化的方法
1.4 生物小分子
1.4.1 官能团
1.4.2 氨基酸
1.4.3 二肽和RGD三肽
1.5 材料表面与小分子的计算机模拟
1.5.1 金属及金属氧化物表面与生物小分子的计算机模拟
1.5.2 镁及镁合金表面与小分子的计算机模拟
1.6 主要研究内容及创新点
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 技术路线
1.6.3 本文的创新点
第2章 理论计算方法
2.1 引言
2.2 密度泛函理论
2.2.1 多体系统的薛定谔方程
2.2.2 玻恩-奥本海默近似
2.2.3 哈特里-福克近似
2.2.4 Hohenberg-Kohn定理和Kohn-Sham方程
2.2.5 交换关联泛函
2.2.6 范德瓦尔斯修正的密度泛函理论及赝势方法
2.3 第一性原理计算软件
第3章 纯镁表面与生物小分子的作用规律及机制
3.1 引言
3.2 计算方法和细节
3.3 Mg(0001)面与官能团的吸附
3.3.1 Mg(0001)面与官能团的吸附作用规律
3.3.2 Mg(0001)面与官能团的吸附作用机制
3.4 Mg(0001)面与氨基酸的吸附
3.4.1 Mg(0001)面与氨基酸的吸附作用规律
3.4.2 Mg(0001)面与氨基酸的吸附作用机制
3.5 Mg(0001)面与二肽及RGD三肽的吸附
3.5.1 Mg(0001)面与二肽的吸附作用规律及机制
3.5.2 Mg(0001)面与RGD三肽的吸附作用规律及机制
3.6 缺陷及羟基对Mg(0001)面与甘氨酸吸附作用的影响
3.6.1 缺陷对Mg(0001)面与甘氨酸吸附的影响
3.6.2 羟基对Mg(0001)面与甘氨酸吸附的影响
3.7 本章小结
第4章 镁合金表面与生物小分子的作用规律及机制
4.1 引言
4.2 计算方法和细节
4.3 不同合金元素对官能团吸附的影响
4.3.1 不同合金元素对官能团吸附作用规律的影响
4.3.2 不同合金元素对官能团吸附作用机制的影响
4.4 不同合金元素对氨基酸吸附的影响
4.4.1 不同合金元素对氨基酸吸附作用规律的影响
4.4.2 不同合金元素对氨基酸吸附作用机制的影响
4.5 不同合金元素对二肽和RGD三肽吸附的影响
4.6 生物小分子直接与合金元素作用的情况
4.7 镁及镁合金表面与精氨酸结合的初步验证实验
4.7.1 实验材料制备
4.7.2 实验步骤
4.7.3 实验结果分析
4.8 本章小结
第5章 镁及镁合金不同表面与生物小分子的作用规律及机制
5.1 引言
5.2 计算方法和细节
5.3 表面稳定性研究及功函数分析
5.4 甘氨酸和RGD三肽在Mg(1120)面和(1011)面的吸附
5.5 不同合金元素对甘氨酸和RGD三肽吸附作用的影响
5.6 本章小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 展望
在学期间发表的学术论文与研究成果
参考文献
致谢
本文编号：3796552
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