MGF-镁合金骨修复材料制备及降解性能研究

发布时间：2017-08-22 01:37

  本文关键词：MGF-镁合金骨修复材料制备及降解性能研究

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【摘要】：镁合金具有良好的生物相容性、力学承载能力和可降解性能,在生物医学方面受到广泛关注,其应用主要体现在两个方面:镁合金接骨钉、接骨板和镁合金血管支架。但是生物医用镁合金的一个很大缺点就是其腐蚀速率过快,所以开发新型的生物镁合金材料,使其降解速率与骨骼愈合速率相匹配,在骨科植入领域具有重要意义。近几年,对生物镁合金的耐腐蚀性能研究以及生物镁合金的表面改性是研究重点,对镁合金应用于临床起到了很好的推动作用。本文选用具有良好生物相容性的ZEK100镁合金,在模拟体液PBS中浸泡不同时间,研究其腐蚀机理,并对腐蚀后的力学性能进行分析。结果表明:ZEK100镁合金在PBS中的腐蚀为点蚀,腐蚀坑深度随浸泡时间不断增大;在浸泡初期腐蚀速率很高,然后逐渐降低,最后趋于稳定;浸泡28天后镁合金的弹性模量几乎保持不变,而屈服强度和极限强度有所降低,这就表明腐蚀对镁合金的单拉力学性能有一定影响;同时,疲劳寿命随浸泡时间的增加而不断减小,考虑到腐蚀对疲劳的影响提出了一个改进疲劳寿命预测模型,能够很好地对镁合金的腐蚀疲劳行为进行预测。利用层层自组装技术对镁合金进行表面改性,将力生长因子负载在镁基体表面,对其降解性能、腐蚀力学性能进行分析,并与ZEK100镁合金基体进行比较。结果表明:利用扫描电镜、原子力显微镜、红外光谱分析仪对改性镁合金进行表征,得到层层自组装的方法可以实现对镁合金的表面改性;改性后的镁合金降解方式、降解速率发展趋势与未改性镁合金相同,但是改性后其腐蚀速率会略低,可以解决镁合金基体降解过快的问题;而表面改性并不会影响镁合金的强度,镁合金依然能维持其良好的力学性能优势。将镁合金基体作为对照组,力生长因子改性后的镁合金作为实验组,分别植入雌性Wistar大鼠体内,比较两种镁合金的体内降解情况,并与体外降解进行比较,得出结论:改性以后镁合金的体内腐蚀速率较低,说明表面改性可以抑制镁合金的快速降解。体内与体外实验对比,发现在相同的腐蚀时间下,两组镁合金的体内腐蚀速率会低于体外腐蚀速率,可见体外实验与体内实验是存在差异的,会加快镁合金的腐蚀。
【关键词】：镁合金 体外降解 腐蚀疲劳 表面改性 力生长因子 体内降解
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.22;R318.08
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 镁及镁合金作为骨科植入材料的特点9-10
• 1.2 生物镁及镁合金的分类10-12
• 1.3 提高镁合金腐蚀性能的方法12-16
• 1.3.1 合金化13
• 1.3.2 加工工艺13-14
• 1.3.3 表面改性14-16
• 1.4 镁合金腐蚀性能的研究方法16-18
• 1.4.1 镁合金的体外降解研究方法16-17
• 1.4.2 镁合金的体内降解研究现状17-18
• 1.5 本文研究意义及主要研究工作18-20
• 1.5.1 研究意义18-19
• 1.5.2 主要研究工作19-20
• 第二章 生物镁合金ZEK100的降解性能及力学性能研究20-37
• 2.1 实验条件20-22
• 2.1.1 实验材料20
• 2.1.2 实验设备20-22
• 2.2 实验方案22-23
• 2.2.1 体外降解实验22-23
• 2.2.2 力学实验23
• 2.3 实验结果分析与讨论23-35
• 2.3.1 ZEK100镁合金的生物降解性能23-27
• 2.3.2 ZEK100镁合金的力学性能研究27-30
• 2.3.3 疲劳寿命预测模型30-35
• 2.4 本章小结35-37
• 第三章 力生长因子改性镁合金的制备及性能表征37-48
• 3.1 实验条件37-40
• 3.1.1 实验材料和试剂37-38
• 3.1.2 实验设备38-40
• 3.2 实验方案40-42
• 3.2.1 改性镁合金的制备方法40-41
• 3.2.2 改性镁合金的表征手段41-42
• 3.2.3 改性镁合金的降解及力学性能分析42
• 3.3 实验结果分析与讨论42-47
• 3.3.1 改性镁合金的表征结果分析42-44
• 3.3.2 改性镁合金的降解及力学性能分析44-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 力生长因子改性镁合金体内降解特性研究48-57
• 4.1 实验条件48-49
• 4.1.1 实验材料和试剂48
• 4.1.2 实验设备48-49
• 4.2 实验方案49-51
• 4.2.1 材料的制备49
• 4.2.2 体内植入实验49-51
• 4.2.3 体内观测及取材51
• 4.3 实验结果分析与讨论51-56
• 4.3.1 常规观察51-52
• 4.3.2 影像学分析52-53
• 4.3.3 体内取材53-55
• 4.3.4 镁合金体内腐蚀情况55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 结论57-59
• 5.1 本文的主要工作及结论57-58
• 5.2 进一步研究工作展望58-59
• 参考文献59-66
• 发表论文和参加科研情况说明66-67
• 致谢67-68

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1 赵津;MGF-镁合金骨修复材料制备及降解性能研究[D];天津大学;2015年

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本文编号：716363