骨折内固定用镁基复合材料研究及其生物相容性评价

发布时间：2017-11-07 03:01

  本文关键词：骨折内固定用镁基复合材料研究及其生物相容性评价

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【摘要】：作为潜在的生物降解骨折内固定材料，镁合金及其复合材料具有优于传统医用金属的突出特点：生物可降解性，良好的力学和生物相容性。但，由于其在生理环境中的腐蚀降解速度过快，限制了临床应用产品的开发。 本研究以纳米HA和β-TCP颗粒为功能增强体的Mg-Zn-Ca/HA（β-TCP）复合材料为研究对象，通过优化热处理工艺参数和不同的熔体搅拌制备工艺，研究复合材料的组织结构、力学性能及体外腐蚀降解行为。同时，对表面处理前后的Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr合金进行细胞毒性和体内生物降解行为及生物相容性评价，结果表明： 1.均匀化处理后热挤压再人工时效的加工热处理工艺可显著细化复合材料Mg-3Zn-Ca/HA（β-TCP）的晶粒尺寸，有效提高材料的强度和塑性。 2.与熔体强力机械搅拌制备工艺相比，双螺旋高剪切熔体搅拌技术有效地提高了纳米生物活性陶瓷颗粒HA、β-TCP在复合材料基体中的分散度，，细化了晶粒尺寸，提高了复合材料的力学性能和耐蚀性。其中复合材料Mg-3wt%Zn-1wt%Ca/1wt%HA的抗拉强度，屈服强度以及延伸率分别达到了213.3MPa，187MPa和9%；复合材料Mg-3wt%Zn-1wt%Ca/1wt%β-TCP分别为211.6MPa，194.7MPa和7%；二者的平均降解速率分别为3.337mm/yr和4.914mm/yr。 3.与Mg-3Zn-Ca合金相比，双螺旋高剪切搅拌工艺制备的Mg-3Zn-Ca/HA复合材料浸提液培养的L929细胞形态正常，细胞生存率在各浓度下均在100%左右，可评价其无细胞毒性。 4. Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr合金及经Ca-P和MgF2涂层的合金植入动物体内，均未发现任何炎症反应和死亡的现象。植入3个月后，对比纯合金和Ca-P涂层植入体，MgF_2涂层试样的体积损失量最小，为23.85%，且MgF2涂层可有效地增强表面活性，促进新骨组织形成，具有良好的生物相容性和生物活性。
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TB333;R318.08

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本文编号：1150533