由心血管狭窄引起的冠心病目前正危及着人类的健康，其治疗方式主要有药物治疗、心脏搭桥手术以及微创介入治疗。药物治疗是一种保守治疗方法，见效慢，容易产生副作用，使病人产生依赖性。心脏搭桥术的创口大，愈合慢，大大增加了病人的痛苦。而经皮腔内冠状动脉成形术（Percutaneous Transluminal CoronaryAngioplasty, PTCA）虽然能把病人术中所受创伤减至最小，但术后6-8个月时经常会出现支架内再狭窄（In-Stent Restenosis, ISR）。如何尽量减少并避免再狭窄的发生，已成为目前支架植入术考虑的首要问题，其中，支架材料的选择又显得尤为重要。目前常用的支架材料主要包括不可降解血管支架材料和可降解血管支架材料。不可降解血管支架材料主要有不锈钢、钴、钽和镍钛合金，这些金属支架材料在人体内不可降解，需要永久保留体内，增加了引发再狭窄的风险程度。为了克服这个问题，可降解支架材料已经被许多研究学者所关注。常见的可降解支架材料主要有可降解高分子材料、纯铁和镁合金材料。高分子聚合物材料尽管作为支架材料具有很多优势，但是却不能保证在血管支架植入术后与血管具有相同的径向力，限制了它的回缩反弹。另外，该类支架在植入术时，无法用球囊完全扩张开，需要借助加热的办法，给病人带来其他不可预知的伤害。并且，高分子材料密度小，无法采用X光显影技术，植入术中很难定位支架。铁基支架材料虽能克服这些问题，但它在体内的降解速率较慢，无法达到血管修复与支架降解的同步性。因此，开发新型可降解血管支架材料势在必行。由于镁合金材料价廉易得，且易于腐蚀降解，具有良好的力学相容性和生物相容性，目前已成为研究热点。基于以上分析，本研究考虑在排除高致敏性的镍元素和神经毒性的铝元素等有害元素的基础上，选择具有多种生物功能的稀土元素Y、Nd和Zr作为合金元素，通过改变合金元素的比例，制备一系列镁合金材料，考察材料的降解行为和生物相容性，探讨镁合金降解机理，寻求适合作为血管支架的新型WE系列镁合金材料。另外，为了检测样品材料的生物安全性，选取与人类基因相似度为87%的斑马鱼作为模式动物，通过镁合金材料对斑马鱼胚胎生存的影响来考察材料的安全性。考虑到镁与镁合金的表面极易形成少量氧化镁，大尺寸的氧化镁对人体没有毒性，但当氧化镁尺寸小到纳米尺寸时，是否对人体存在毒性，尚不完全清楚，本研究同时对可能出现的纳米氧化镁进行了生物毒性考察。论文的主要研究内容和结果如下：①稀土元素Y和Nd作为合金组分，可以有效细化晶粒尺寸，但是其细化作用很有限，在Y含量达到5.0%，Nd含量达到2.6%后，合金的晶粒细化基本上不再发生改变。Nd作为合金元素，一方面提高了合金的强度，另一方面却减少了合金的塑性。Y含量增加，合金的抗拉强度和屈服强度也会增加。另外，适量的Y还可以改善合金的塑性，当Y含量为2.5%时，合金的塑性最好，随着Y的不断增加，合金的塑性性能反而降低。静态和动态腐蚀体系的溶液呈碱性，随着腐蚀时间的延长，样品损失量也逐渐增加，镁合金材料的质量损失要低于纯镁。另外，电化学腐蚀电位也大于纯镁的腐蚀电位，说明加入的稀土元素Y和Nd改善了镁合金材料的耐蚀性。②镁与镁合金材料降低了斑马鱼胚胎孵化率，但对胚胎死亡率、48hpf黑色素发育、胚胎尾部延伸率和24hpf眼点发育，以及斑马鱼体长的影响不明显，可见镁合金材料对斑马鱼胚胎的发育没有明显毒性。低于160mg/L浓度的纳米氧化镁对斑马鱼不存在急性毒性，斑马鱼胚胎在接触纳米氧化镁24h后的20s主动运动次数有所减少，但是实验组和对照组并没有显著性差异，且对斑马鱼的体长、24hpf眼点发育、畸形率和48hpf黑色素发育没有明显的影响。在细胞相容性实验中，当纳米氧化镁浓度低于500μg/ml时，没有明显的内皮细胞毒性，高于500μg/ml时，不利于内皮细胞生长，具有细胞毒性。同时还发现低浓度的纳米氧化镁不仅不会抑制细胞增殖及改变它们的形态，还大大提高了细胞上清液中一氧化氮（NitricOxide, NO）和总抗氧化能力（Total Antioxidant Capacity, T-AOC）的含量，增加了细胞的抗氧化能力。③在血液相容性实验中，随着稀土元素含量的增加，合金表面血小板黏附数量呈现先增加，再减少，再增加的趋势，纤维蛋白原的吸附量随着稀土元素的增加而减少，表明适当含量的稀土元素能改善合金的抗凝血功能。并且加入的稀土元素大大降低了合金的溶血率，但是依然高于安全值5%，这还需要进一步地对材料进行表面改性处理，以期能达到安全标准。同时还发现合金中稀土元素如果增加过多，会抑制血管内皮细胞和平滑肌细胞的增殖。镁合金材料引起内皮细胞中更多的NO释放，而对乳酸脱氢酶(Lactate Dehydogenase, LDH)释放却没有明显影响。镁合金材料的浸提液相对于纯镁来说更能促进内皮细胞黏附，随着黏附时间的增加，细胞黏附数量逐渐增加。另外，25%浓度的材料浸提液有促进细胞迁移的趋势，而100%浸提液不利于细胞的迁移。④综合镁合金材料的理化性能、血液相容性和细胞相容性结果，Mg-5.0Y-2.6Nd-0.8Zr和Mg-6.5Y-2.5Nd-0.8Zr相比Mg-2.5Y-1.0Nd-0.8Zr和Mg-7.5Y-4.2Nd-0.8Zr具有更优的力学性能和生物相容性，可作为医用血管支架材料的候选材料。尽管作为可能出现的降解产物纳米氧化镁的体外细胞毒性研究和斑马鱼毒性研究的结果表明这些镁合金材料是安全的，但是还不足以完全定义镁合金材料的毒性，而且目前也没有这方面的评价标准来定义材料的毒性级别。材料对斑马鱼生存的影响是一个宏观的毒理学观察，这些研究为我们下一步的工作提供了基础和参考，也为全面评价镁合金材料的安全性提供了更多的参考依据。