可降解生物鎂合金性能及心血管支架制備技術(shù)研究.pdf

1、鎂是人體必需的常量元素,具有與人骨相近的密度、彈性模量,比強(qiáng)度高及良好的生物相容性和可降解等特點(diǎn),在骨科植入物、心血管支架、骨組織工程支架等生物醫(yī)用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,成為材料、生物、醫(yī)學(xué)科研工作者研究的熱點(diǎn)。最初鎂合金作為生物醫(yī)用材料大多集中在現(xiàn)有商用鎂合金,如AZ31、AZ91、WE43等。隨著研究的不斷深入,商用鎂合金作為人體植入材料在生物安全性方面存在隱患,在降解速率上也存在降解過(guò)快和局部腐蝕等問(wèn)題。因此,需要開(kāi)發(fā)具有生物安

2、全性、高強(qiáng)韌性、均勻降解和降解速率可控性的新型可降解生物鎂合金。
　　 本文以上海交大自主開(kāi)發(fā)的Mg-Nd-Zn-Zr生物鎂合金(簡(jiǎn)稱JDBM)為研究對(duì)象。采用MTT法研究了JDBM的細(xì)胞毒性,優(yōu)化了JDBM的擠壓及熱處理工藝,采用析氫和失重法評(píng)價(jià)了JDBM在模擬體液中的生物腐蝕性能,結(jié)合心血管支架對(duì)合金力學(xué)性能的要求,探索出調(diào)節(jié)JDBM屈強(qiáng)比的規(guī)律,成功制備出JDBM心血管支架雛形,并開(kāi)發(fā)出適合JDBM心血管支架的電化學(xué)拋光技

3、術(shù)。
　　 細(xì)胞毒性的研究結(jié)果表明JDBM對(duì)小鼠成纖維細(xì)胞L-929、骨環(huán)境中的成骨細(xì)胞和血管環(huán)境中的內(nèi)皮細(xì)胞均無(wú)毒性,滿足生物材料對(duì)細(xì)胞毒性的要求。在力學(xué)和腐蝕性能方面,相同工藝條件下,JDBM的室溫力學(xué)性能和在模擬體液中的腐蝕性能均優(yōu)于商用鎂合金AZ31和WFA3,并且其腐蝕方式為均勻腐蝕。初步建立了合金組織與力學(xué)性能、生物腐蝕性能之間的關(guān)系:細(xì)小、均勻的組織可獲得高強(qiáng)度耐蝕鎂合金。針對(duì)合金作為心血管支架對(duì)力學(xué)性能的要求,通

4、過(guò)合理的熱處理工藝,將合金的屈強(qiáng)比由0.92調(diào)節(jié)至0.87、0.81、0.66、0.58等。并且可根據(jù)需要進(jìn)行可控調(diào)節(jié)。采用激光切割法制備出JDBM心血管支架,并探索出適合其表面拋光的電化學(xué)拋光技術(shù)。
　　 綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果,JBDM具有無(wú)細(xì)胞毒性、高強(qiáng)韌性(室溫屈服強(qiáng)度可高達(dá)400 Mpa以上)、高耐蝕性和均勻腐蝕等優(yōu)點(diǎn),并且可通過(guò)調(diào)節(jié)控制加工制備工藝來(lái)調(diào)控力學(xué)性能和腐蝕性能。作為可降解生物醫(yī)用材料,JDBM在骨科植入物、心血管支