可降解镁合金材料AZ31的抗腐蚀涂层及其生物相容性研究

发布时间：2018-05-25 17:42

本文选题：镁合金 + 聚β-羟基丁酸酯　；参考：《重庆大学》2015年硕士论文

【摘要】：目前,PCI(经皮冠状动脉介入治疗)是冠心病患者的主要治疗方式,BDS(Biodegradable stent,完全生物可降解支架)既可以实现暂时支撑管壁,维持血管的通畅,有效降低支架置入后血管发生急性闭塞几率的功能,还可以作为药物局部释放的载体,减少再狭窄发生的机率。镁离子,作为人体内第四大阳离子,相比于其它金属支架,镁合金具有密度低(1.74g/cm3左右)、比强度和比刚度高、资源丰富、良好的生物相容性和生物可降解性等优势。但由于镁(合金在富含Cl-的人体生理环境中)本身存在耐蚀性较差,降解速率快、脆性大、塑性变形能力差等这些不足,因此对镁支架进行表面处理或加入其他金属元素生产出性能更优异的合金材料为镁合金支架应用于临床提供了新思路。Zartner等研究人员首次将镁金属支架成功置入一名早产儿的左肺动脉,临床观察之后,初期的各种结果都令人满意,因此金属镁有望成为BDS的新型材料。然而,如何有效降低镁基材料的降解速率将是镁基材料作为支架材料首要解决的问题。聚β-羟基丁酸酯(简称PHB)是一种天然高分子聚合物,在微生物不平衡生长条件下储存在细胞内,并广泛存在于很多原核生物中,在药物释放和组织工程等领域有着广泛的应用。PHB因其具有较好的生物相容性和生物可降解性,使其在医学领域中得到越来越多学者的重视。在自然环境下,PHB能被许多微生物降解生成CO2和H2O,并释放能量。在体内环境下,PHB的降解主要通过体液浸润水解,使其中的酯键被动断裂,此外体内有微量的酯酶也可以主动破坏酯键,并且巨噬细胞的侵蚀对PHB的降解也有促进作用。利用PHB的保护作用减缓镁合金的降解速率,以期达到符合支架材料的要求。本论文的主要研究内容及其结果如下:①聚合物涂层的镁合金材料的制备和表征。红外光谱分析结果和静态水接触角实验结果证实了热水预处理后的镁合金材料和聚合物涂层后的镁合金材料的亲疏水性有较大的不同,聚合物涂层前后的镁合金材料的静态水接触角有显著的差异。聚合物涂层后的镁合金材料与裸镁合金材料相比,亲水性减弱,疏水性增强,有助于减缓水的侵入。②通过体外实验检测聚合物涂层前后镁合金材料不同的腐蚀速率。静态腐蚀实验表明,与裸镁合金材料相比,具备聚合物涂层后的镁合金材料重量损失及其镁离子含量明显降低,并且变化的幅度较小。相比于未涂层的镁合金材料,经过PHB涂层后的镁合金材料的p H值变化幅度较小,且15天内的p H值都低于8.0。电化学实验的极化曲线结果表明,经过聚合物涂层后的镁合金材料的腐蚀电流密度明显低于未涂层的镁合金材料,自然腐蚀电位高于未涂层的镁合金材料。这些结果有力的说明了经过聚合物涂层后的镁合金材料的抗腐蚀能力明显得到了增强。③体外血液相容性结果表明,经聚合物涂层后的镁合金材料的溶血率为4.19%,低于5%,符合医用材料的要求。而未涂层的镁合金材料的溶血率高达37.61%,这意味着发生了严重的溶血现象。浸提液中镁离子含量的显著性差异也表明了聚合物涂层对镁合金材料有一定的保护作用。体外的细胞相容性结果表明,经聚合物涂层后的镁合金材料有利于细胞的增殖。NO测定结果表明,涂层和未涂层的镁合金材料浸提液培养的细胞与正常的细胞相比均没有显著性差异。总抗氧化能力结果说明,未涂层的镁合金材料的浸提液培养的细胞和正常的细胞相比,总抗氧化能力有显著性差异,而涂层后的镁合金材料的浸提液培养的细胞和正常的细胞相比,总抗氧化能力有极显著差异,结果说明了涂层后的镁合金材料有利于提高总抗氧能力。这说明涂层后的镁合金材料的生物相容性得到了明显的改善。
[Abstract]:In this paper , the main research contents and results of this paper are as follows : ( 1 ) The degradation rate of magnesium - based material is very low ( 1.74g / cm3 ) . The results showed that the corrosion resistance of magnesium alloy material after polymer coating was 4 . 19 % , less than 5 % , which accord with the requirement of medical material .
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.08

【相似文献】