镁基骨植入材料复合涂层设计及镁离子对骨代谢调控研究

发布时间：2021-10-28 05:32

　　研究背景镁基金属具有可降解性,接近人体骨组织的力学性能和良好的生物相容性等优势,有望成为新一代骨组织修复生物医用材料。然而镁在生理溶液中不耐腐蚀,其过快的降解速率会导致力学性能的快速衰减,同时伴随降解微环境中pH值升高,镁离子和氢气大量释放。上述因素不利于骨组织的修复,加大手术失败的风险,限制了镁基金属在临床的应用。此外,大量的动物实验已经表明镁可以有效促进周围新生骨再生,但是作为降解产物之一的镁离子和骨代谢之间的分子调控机制报道不多。镁材料能否应用于骨科领域,控制腐蚀速率和阐明生物学效应成为关键。本课题既利用表面改性技术提高镁基金属的耐蚀性能和生物相容性,又深入研究镁离子对维持骨代谢平衡的干细胞和破骨细胞命运的调控,为镁基材料在骨科的临床应用提供了实验和理论支持。研究方法1)从涂层防护效果、生物安全性和可降解性的角度出发,分别采用水热处理法原位生成内层氢氧化镁（Mg（OH）2）、浸泡硬脂酸（stearic acid,SA）作为中间层,静置蒸发涂覆外层高分子聚三亚甲基碳酸酯（poly（1,3-trimethylene carbonate）,PTMC）的方式,利用这三种被美国FDA批准的... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：129 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１．生物医用镁基金属在骨科领域的临床应用历程ＰＩ

加速镁材料骨植入物在国内的临??床认证。??另外，韩国的外科医生也进行了相关的临床实验，他们应用Ｍｇ－Ｃａ－Ｚｎ镁合??金螺钉固定桡骨骨折，术后６个月发现骨折完全愈合，固定部位无痛且活动范围??恢复正常，术后］年发现植入的镁合金螺钉已经完全被新骨所替代（图ｌ－２（ｂ））??［４Ｇ］。因此该产品顺利地获得韩国食品药品监督管理局的批准，成为世界上第二个??获得官方机构批准的镁基骨修复材料，进一步加速了镁基金属向临床的转化。??（ａ）?＿＿?（ｂ）?????＿ｙ麵??图１－２．?（ａ）中国应用镁螺钉固定带血管化骨瓣修复股骨头坏死（ｂ）韩国团队应用Ｍｇ－Ｃａ－??Ｚｎ镁合金螺钉固定桡骨骨折％］。??４??

１．３镁基金属的降解??由于目前缺乏可有效的、可大规模应用的手段来降低镁基金属的降解速率，??限制了镁在临床上的应用。深入了解镁金属的腐蚀机理、腐蚀反应和腐蚀产物，??才能对镁基材料的应用有更深刻的认识。??１．３．１腐蚀机理??镁较低的标准电极电势决定了易腐蚀特性，在大部分的酸性或中性腐蚀介质??中不耐腐蚀。当镁暴露于腐蚀溶液中时，阳极发生镁溶解，阴极为析氢反应。图??１－３表示镁金属在腐蚀溶液中的降解过程：??ｉｊｎ？?ｏｆ??ｙｊ＾Ｍ９〇Ｈ??１＾＾?１?Ｍｇ?ａｌｌｏｙ?｜?｜?Ｍｅｄｉａ?Ｍｇ（ＯＨ）２??Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｌａｙｅｒ?１．?＾?１?Ａｐａｔｉｔｅ??Ｃｏｌｏｒ?ｏｎｌｉｎｅ??图１－３．镁基金属的降解示意图＾１。??５??

【参考文献】：
期刊论文
[1]处在变革中的医用金属材料[J]. 郑玉峰,吴远浩.  金属学报. 2017(03)



本文编号：3462349