医用Mg-Zn-Zr-Sr合金表面水滑石及其抗菌涂层研究

发布时间：2020-03-27 14:45

【摘要】：镁合金具有力学性能好,生物上也比较安全,无需二次手术,因此在骨植入材料研究领域前景十分广阔。但是,镁合金因为在人体环境中发生化学分解,致使力学完整性丧失过早,最终植入物早期失效,不能为植入部位提供足够的力学支撑。此外,植入材料进入人体后,细菌极易附着在植入物表面分泌生物膜,阻碍了前体骨细胞的黏附与增殖。因此,解决上述两个问题对于镁基骨植入材料的应用意义重大。本研究通过简单的水热反应,在无铝生物利用镁合金Mg-3Zn-0.8Zr-0.3Sr表面原位生成水滑石膜;在此基础上,对负载银的水滑石涂层进行了较为深入地研究,并取得了一下研究结果:(1)通过正交实验和极差分析,采用水热反应法,在医用Mg-3Zn-08Zr-0.3Sr合金表面原位生成水滑石涂层,其工艺设计应为:温度为130℃,时间为8 h,pH为13,偏铝酸钠浓度为10 mM。此时涂层耐蚀性、涂层结合力和表面质量最佳。(2)采用单因素变量法,从反应参数入手,对反应机理解释如下:Mg(OH)_2与铝离子发生取代反应;Mg(OH)_2解离与扩散;中间体脱Al,形成LDH。(3)通过向反应体系中添加硝酸银,在镁合金表面一步原位制备了负载银纳米颗粒(nanoAg-doped)的水滑石涂层。负载的银的存在形式为纳米单质银Ag~0。体外细胞相容性和抗菌性表明当反应液中添加30μMAgNO_3时骨细胞的黏附和增值较好,大肠杆菌和金黄色葡萄球菌实现了较为理想的杀菌效果。
【图文】：

示意图,可降解,示意图,可控降解

图 1-1 可降解镁合金的体内腐蚀示意图-1 Schematic diagram of biocorrosion of biomedical magenesium alloy病理生理学也决定了可降解材料的服役是否成功（图 1-2）。活动，此时软骨骨痂形成；随着矿化从骨折末端向中心逐渐期能进行低强度的运动，此时骨折处的强度和韧性已经基本间，，与部位、周围组织、患者情况有关[18]。根据 Perkin 的时间有较大差异：上肢骨组织愈合速度普遍比下肢快，比 5-8 周，而股骨需要 8-14 周，股骨颈需要 12-24 周。对于我质骨螺钉，普遍要求在术后 3 个月保证适宜的力学性能，加速衰减，直到骨基本愈合降解完全。此外，根据我课题组钉体降解慢，造成结合处断裂，造成这种现象的原因是血入部位，对降解速率要求不同，因此，材料的性质、涂层技现均匀可控降解，这需要根据需要对材料做出精确的设计

关系图,失效时间,关系图,可控降解

图 1-1 可降解镁合金的体内腐蚀示意图chematic diagram of biocorrosion of biomedical magenesium al生理学也决定了可降解材料的服役是否成功（图 1-2，此时软骨骨痂形成；随着矿化从骨折末端向中心进行低强度的运动，此时骨折处的强度和韧性已经与部位、周围组织、患者情况有关[18]。根据 Perkin有较大差异：上肢骨组织愈合速度普遍比下肢快，8 周，而股骨需要 8-14 周，股骨颈需要 12-24 周。对螺钉，普遍要求在术后 3 个月保证适宜的力学性能衰减，直到骨基本愈合降解完全。此外，根据我课体降解慢，造成结合处断裂，造成这种现象的原因是位，对降解速率要求不同，因此，材料的性质、涂匀可控降解，这需要根据需要对材料做出精确的设
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG174.4;R318.08

【参考文献】