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为了提高生物医用镁合金的耐蚀性、力学性能和生物相容性,本研究采用真空与惰性气体气体保护法熔炼了Mg-3Zn-0.8Zr、Mg-3Zn-0.8Zr-1Mn及Mg-3Zn-0.8Zr-0.3Ca-0.1Ag合金,研究了热处理工艺及Mn、Ca和Ag微量元素的加入对合金组织与性能的影响;在 Mg-3Zn-0.8Zr合金表面制备了 MgF2与 MgF2/FHA复合涂层,研究涂层对合金性能的影响及其体外降解机理;评价了涂层对 Mg-3 Zn-0.8Zr合金的体内外生物相容性及其腐蚀降解速率。结果表明: 1. Mg-3Zn-0.8Zr-0.3Ca-0.1Ag合金最适宜的热处理工艺为350℃×48小时均匀化退火后,在400℃×12h条件下固溶,最后在520℃条件下固溶2h,时效条件为160℃×12h。 2. Mn元素的添加细化了晶粒,使第二相分布更加均匀,晶粒中的杂质相也因为在熔炼过程中与Mn形成高熔点的化合物而减少,从而提高了合金的耐蚀性能和力学性能。Ca加入后形成了 Ca2Mg6Zn3,其分布在晶界处起到了抑制晶粒长大的作用,从而产生显著细化晶粒的效果。Ag加入后形成了Ag8Mg4Zn4,提高了合金的塑性。因此Ca和Ag的加入细化了晶粒,提高了合金的塑性,最终提高了合金的力学性能和耐蚀性能。 3.镁合金在体外降解时,降解速率是先快后慢,腐蚀前期点蚀的出现加快了腐蚀的进行,但随着浸泡时间的延长,在腐蚀进行的同时伴随着Mg(OH)2/Mg O腐蚀产物的沉积从而阻碍腐蚀的进行。带有MgF2/FHA复合涂层的Mg-3Zn-0.8Zr合金耐蚀性最好。 4. Mg-3Zn-0.8Zr-1Mn合金、Mg-3Zn-0.8Zr-0.3Ca-0.1Ag合金、带有MgF2涂层的Mg-3Zn-0.8Zr合金和带有MgF2/FHA复合涂层的Mg-3Zn-0.8Zr合金均无细胞毒性,达到了0级水平。镁离子可以促进细胞生长,适宜细胞生长的镁离子浓度为20-25mg/L。带有MgF2涂层的Mg-3Zn-0.8Zr合金和带有MgF2/FHA复合涂层的 Mg-3Zn-0.8Zr合金对基体的保护作用非常好,不仅提高耐蚀性,更有利于细胞的生长。 5.带有MgF2涂层的Mg-3Zn-0.8Zr合金松质骨螺钉植入兔子体内6个月后保护作用明显,与Mg-3Zn-0.8Zr合金松质骨螺钉相比,钉体剩余量达到了70.5%。6个月时裸合金螺钉TMC增大到12.54g,TMD增大到337.4 mg/cc;6个月时M gF2涂层螺钉TMC增大到15.23g,TMD增大到351.3mg/cc。说明随着植入时间的延长,螺钉不断地降解,螺钉降解处周围不断地生成新生骨,在螺钉周围的蓝色物质就是新生骨,镁离子可以诱导骨的生成。6个月时的骨小梁厚度增长到0.1439μm,说明新生骨在不断地发生矿化。