新型可降解鎂鍶骨填充材料的力學(xué)及生物學(xué)性能研究.pdf

1、本文開發(fā)了新型可降解鎂鍶金屬骨填充材料，鍶元素是一種人體必需的微量元素，具有促進(jìn)成骨細(xì)胞抑制破骨細(xì)胞的作用。冶煉成功后對材料成分、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能生物學(xué)性能等進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，為調(diào)控材料降解速率，將材料進(jìn)行擠壓變形和制備微弧氧化Sr-CaP涂層。全面研究了Sr-CaP涂層的表面元素組成、物相組成、截面元素分布、耐蝕性等性能，通過浸泡實(shí)驗(yàn)、失重實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)以及體內(nèi)植入等實(shí)驗(yàn)方法綜合對比了鑄態(tài)Mg-1.5Sr、鑄態(tài)基體+Sr-C

2、aP涂層、擠壓態(tài)合金的體內(nèi)外性能。結(jié)果表明：
　　Mg-1.5Sr合金的物相組成為Mg和Mg17Sr2,Sr在基體鎂中基本不固溶，以第二相Mg17Sr2存在于材料中。鑄態(tài)材料的第二相以網(wǎng)狀存在于晶界處造成材料強(qiáng)度較低，擠壓變形后的第二相破碎成顆粒狀，力學(xué)性能明顯升高。鎂鍶合金的彈性模量和人體骨骼的接近，可以降低生物材料的“應(yīng)力遮擋”效應(yīng)。
　　MAO涂層呈現(xiàn)出典型的多孔狀、表面有裂紋。XRD分析可知物相組成為MgO、MgF2

3、。XPS結(jié)果表明Ca、Sr和P三種元素分別以Ca2+、Sr2+和PO43-三種形式存在于微弧氧化涂層中。點(diǎn)滴實(shí)驗(yàn)表明Sr-CaP涂層的材料耐蝕性較好，而通過中長期的浸泡實(shí)驗(yàn)可知Sr-CaP涂層保護(hù)的材料腐蝕速率較小，說明Sr-CaP涂層性能較好。
　　通過電化學(xué)極化曲線測試可知不同材料的初期耐蝕性順序?yàn)殍T態(tài)Mg-Sr＞鑄態(tài)+Sr-CaP涂層＞擠壓態(tài)Mg-Sr，而pH測試、失重、離子溶出等實(shí)驗(yàn)得出三種材料的耐蝕性行為不變，為體內(nèi)植入