医用镁合金表面PDA/HAp复合涂层的制备及性能研究

发布时间：2023-05-25 04:37

　　人工骨植入材料是治疗骨折及骨缺损等骨科疾病的关键。可降解镁合金具有与人骨相当的密度及弹性模量,可在体内完全降解避免手术取出等特性,已成为最理想的新型骨植入材料候选者。然而,镁合金在体液中耐腐蚀性能较差,难以满足持续的承载要求。其腐蚀降解通常会引起局部碱化和氢气的析出,造成组织坏死从而危害机体健康。相关研究指出,兼顾腐蚀保护和良好生物相容性的涂层技术在提高镁合金性能方面展现出巨大潜力。本文以商业AZ31镁合金为可降解基底,通过氧化自聚合法及水热法在其表面成功制备了聚多巴胺(PDA)/羟基磷灰石(HAp)复合涂层,复合涂层具有良好的耐腐蚀性能及生物相容性。本研究具体内容及结果如下:(1)通过优化溶剂选择,在乙醇溶液中制备了PDA涂层。扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征结果证明了PDA涂层的成功制备。在乙醇溶液中制备的PDA涂层减少了基底的腐蚀,改善了涂层形貌。原子力显微镜(AFM)结果表明,PDA涂覆后,表面粗糙度从13.36 nm下降至9.10 nm。同时,PDA涂层显著改善了基底的亲水性。电化学测试表明,腐蚀电流密度(I_corr

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 可降解医用镁合金
    1.3 镁合金作为骨植入材料的优点
    1.4 镁合金作为骨植入材料面临的挑战
    1.5 可降解镁合金腐蚀防护
        1.5.1 合金化
        1.5.2 表面改性
    1.6 羟基磷灰石涂层概述
    1.7 聚多巴胺涂层研究现状
    1.8 本文研究目的及主要研究内容
        1.8.1 研究目的
        1.8.2 研究内容
第2章 实验材料及测试表征方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验试剂
    2.3 实验设备及仪器
    2.4 材料制备
        2.4.1 镁合金的预处理
        2.4.2 聚多巴胺涂层的制备
        2.4.3 聚多巴胺/羟基磷灰石复合涂层的制备
    2.5 样品表征方法
        2.5.1 扫描电子显微镜
        2.5.2 能谱仪
        2.5.3 物相分析
        2.5.4 傅里叶红外变换光谱仪
        2.5.5 原子力显微镜
        2.5.6 接触角测量仪
        2.5.7 粘结强度
    2.6 腐蚀性能测试
        2.6.1 模拟体液的配置
        2.6.2 电化学测试技术
        2.6.3 体外模拟体液浸泡实验
    2.7 生物相容性测试
        2.7.1 血液相容性评价
        2.7.2 细胞相容性评价
第3章 聚多巴胺涂层的制备及耐腐蚀性能研究
    3.1 引言
    3.2 样品表征
        3.2.1 两种方法制备的PDA涂层宏观及微观形貌分析
        3.2.2 表面成分分析
        3.2.3 红外光谱
        3.2.4 三维形貌及表面粗糙度分析
        3.2.5 接触角分析
    3.3 电化学测试分析
        3.3.1 开路电位
        3.3.2 动电位极化曲线
    3.4 腐蚀浸泡实验分析
    3.5 本章小结
第4章 聚多巴胺/羟基磷灰石复合涂层的制备及耐腐蚀性能研究
    4.1 引言
    4.2 样品表征
        4.2.1 微观形貌
        4.2.2 相组成
        4.2.3 水热处理过程探究
        4.2.4 粘结强度
        4.2.5 接触角分析
    4.3 电化学分析
        4.3.1 开路电位
        4.3.2 动电位极化曲线
    4.4 浸泡腐蚀实验
        4.4.1 浸泡腐蚀形貌变化
        4.4.2 浸泡期间pH变化
        4.4.3 析氢实验
    4.5 本章小结
第5章 聚多巴胺/羟基磷灰石复合涂层的生物学评价
    5.1 引言
    5.2 血液相容性
    5.3 细胞相容性
        5.3.1 细胞毒性评价
        5.3.2 细胞粘附和形态学观察
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文
致谢



本文编号：3822945