论文部分内容阅读
近年来,镁合金因具有生物可降解特性而得到了人们的广泛关注。但由于镁合金降解速率过快,会快速引起周围环境p H值的大幅升高,并引起材料过早失效,因此限制其作为可降解医用植入材料的应用。为了提升镁合金的耐蚀性,广泛采用表面防护涂层处理。大量研究已证实,氟转化涂层可有效提高镁合金的耐腐蚀性及生物相容性,但关于氟转化涂层处理镁合金的降解行为研究却鲜有报道。本文通过浸泡实验,采用扫描电镜&能谱分析（SEM&EDS）、X射线衍射（XRD）和离子色谱仪（IC）等检测手段对镁合金浸泡样品及浸提液组分进行分析,研究氟转化涂层处理镁合金的降解行为及其相关降解机制。此外,镁合金随着降解的发生将逐渐转变为降解产物,降解产物的组成、性能及后续代谢机制也是本论文的研究重点。本文通过浸泡实验、溶血实验和细胞毒性等体外实验,研究了镁合金降解产物的组成、溶解性及生物相容性等。本论文研究结果表明,氟转化涂层处理的镁合金浸泡在Hank’s溶液中后,会溶出氟离子（F-）和镁离子(Mg2+),采用离子色谱仪对浸泡介质中溶出氟离子量进行检测。伴随氟离子和镁离子的溶出,浸泡溶液中的水分子（H2O）和氯离子（Cl-）穿透涂层,到达镁合金基体,基体发生降解使得周围p H值升高。溶出的镁离子将与水解生成的氢氧根离子结合,形成Mg（OH）2。由于Mg F2的溶解度较小,形成Mg（OH）2的速率比较慢,这使得镁合金表面形成一层更致密的保护膜。随着H2O和Cl离子进一步渗透到镁合金基体,基体会进一步降解形成Mg（OH）2和H2。以上结果表明,氟转化涂层处理镁合金的降解模式是层状降解,降解由基体外侧向内侧进行。从另一个角度解释了氟转化涂层处理可以有效降低镁合金的点蚀发生率。通过浸泡实验、溶血实验和细胞实验进行了镁合金降解产物性能的研究。研究了镁合金降解产物的溶解性能、血液相容性和细胞相容性等性能。浸泡实验结果表明,镁合金降解产物在浸泡溶液中会发生溶解,溶出一定量的阴阳离子（包括镁离子、钙离子、氢氧根离子、磷酸根离子等）。通过溶血实验分析了离子溶出对血液的影响。溶血实验结果表明,镁合金的降解产物的溶血率均小于5%,不发生溶血现象,符合生物安全标准。体外细胞毒性实验结果表明,随着镁合金降解产物浸泡时间的延长,其细胞毒性越来越小。考虑镁合金为可降解材料,其细胞毒性的评价标准有别于传统不降解材料,将镁合金降解产物的浸泡液稀释6倍和10倍,分别评价稀释后溶液的细胞毒性,均显示无细胞毒性,符合生物安全标准。本论文研究从镁合金材料基体到降解产物的安全性评价,为可降解镁合金医疗器械在体内的长期安全性评价提供了科学依据,并为进一步的镁合金降解产物在体内的吸收与代谢机制研究奠定了一定的理论基础。