新型可降解生物醫(yī)用Zn-Sn及Zn-Zr合金的組織及性能研究.pdf

1、基于良好生物相容性和力學性能，近二十年來可降解生物醫(yī)用金屬材料成為植入材料領域研究的熱點。以鎂及鎂合金和鐵及鐵合金為代表進行了大量研究，但因前者降解速率過快、而后者降解速率過慢的問題制約其在臨床上的應用。鋅及其合金是近幾年來被發(fā)現的一種新型生物可降解金屬材料，且比鎂耐腐蝕，比鐵易腐蝕，可避免降解過快或者過慢引發(fā)的問題。但是，純鋅力學性能較差，無法滿足植入體內材料所要求的力學性能，這是制約其發(fā)展的重要因素。
　　為了改善純鋅的力學性

2、能，本課題設計并采用熱擠壓成型工藝制備了Zn-Sn和 Zn-Zr兩種體系六種成分的新型生物鋅合金。表征和分析了不同Sn、Zr含量對鋅合金微觀組織結構、物相成分、顯微硬度、拉伸性能等的影響規(guī)律；對比了兩種體系合金的降解過程和腐蝕機理，并對其生物相容性進行了評價。研究結果如下：
　　擠壓態(tài)Zn-Sn合金的成分分別為Zn-0.9Sn、Zn-1.4Sn和Zn-1.9Sn。Zn-Sn合金中的Zn和Sn并沒有形成固溶體或者中間相，富錫相均勻分

3、布于其基體中。Zn-Sn合金的拉伸強度、屈服強度和延伸率與純鋅相比均有了一定程度的改善，最大增幅分別達到21.3％、29.9%和68.6%。Zn-Sn合金的耐腐蝕性隨著 Sn含量的增加而提高，Zn-1.9Sn的耐蝕性最優(yōu)，降解速率僅為0.08 mm/y。Zn-Sn合金的生物相容性評價表明其雖有良好的血液相容性，但細胞相容性并不理想，會產生細胞毒性。
　　擠壓態(tài)Zn-Zr合金的成分分別為Zn-0.5Zr、Zn-0.8Zr和Zn-1.

4、1Zr。Zn-Zr合金中的Zn和Zr會形成中間相Zn2Zr，其主要存在于富鋯相中。Zn-Zr合金的拉伸強度、屈服強度和延伸率比純鋅分別提高了69.9%、54.6%和19.6%。Zn-Zr合金的耐蝕性會隨著Zr含量的增加而增強，Zn-1.1Zr和Zn-0.8Zr的耐蝕性相對較好。與Zn-Sn合金對比，Zn-Zr合金具有更加優(yōu)良的血液相容性和細胞相容性，細胞毒性實驗結果也表明其對細胞無毒性，甚至會促進細胞的生長增殖。
　　綜合對比各項