【摘 要】
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生物可降解金属植入物在人体内的生理环境中,完成支撑固定作用或修复治疗等效用之后可完全降解,不需二次手术,降解产物可被人体代谢,且无其它不良副作用。因此,有望替代传统的不可降解金属植入物用于临床。相比于可降解镁和铁,锌（Zn）的降解速率更为适中,降解过程中无析氢现象,且降解产物(Zn2+)在人体成骨过程中发挥重要作用。但纯Zn的力学性能较差,降解速率仍然较慢,无法与骨组织修复过程相匹配,难以满足可降
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生物可降解金属植入物在人体内的生理环境中,完成支撑固定作用或修复治疗等效用之后可完全降解,不需二次手术,降解产物可被人体代谢,且无其它不良副作用。因此,有望替代传统的不可降解金属植入物用于临床。相比于可降解镁和铁,锌（Zn）的降解速率更为适中,降解过程中无析氢现象,且降解产物(Zn2+)在人体成骨过程中发挥重要作用。但纯Zn的力学性能较差,降解速率仍然较慢,无法与骨组织修复过程相匹配,难以满足可降解植入材料的临床要求。为提高纯Zn的力学性能并加速其降解,本文通过真空热压烧结方法制备了Zn-Nb复合材料,研究了铌（Nb）含量对复合材料的微观结构、力学性能、腐蚀降解行为和生物相容性的影响,主要研究结果如下:（1）以Zn粉和Nb粉为原料,经过球磨混粉后采用真空热压烧结工艺,制备出了Zn-x Nb（x=0,0.5,1,3,5,10 wt%）复合材料。复合材料的致密度在98%以上,主要由Zn、Nb和Zn2Nb相组成,Nb颗粒均匀分布于Zn基体中。（2）压缩力学实验表明,随着Nb含量的增加,Zn-Nb复合材料的压缩屈服强度先增加后减小,Zn-0.5Nb具有最高的压缩屈服强度162.4 MPa;压缩弹性模量同样呈先增加后减小的趋势,Zn-5Nb具有最高的压缩弹性模量20.07 GPa。（3）浸泡失重实验表明,复合材料的降解速率随Nb含量的增加而加快,降解速率从纯Zn的0.0056 mm·y-1增加到Zn-10Nb的0.1186 mm·y-1。电化学测试结果呈现出相同的趋势,表明复合材料中Nb含量的增加可有效提高降解速率。（4）生物学实验表明,随着复合材料中Nb含量的增加,材料表面及其浸提液中培养的成骨细胞的活力和增殖率均提高,可能与随着Nb含量增加,材料的主要降解机制由电化学腐蚀转变为物理脱落,导致溶解出的Zn2+浓度降低有关。综上所述,本论文设计制备的Zn-Nb复合材料可同时提高Zn的力学性能和生物相容性,并加快其降解,为Zn基生物可降解材料的设计和制备提供了新思路。
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