【摘 要】
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镁合金具有良好的力学性能和降解特性,作为骨损伤修复材料被广泛研究。然而,镁合金在人体内快速腐蚀和较差的生物相容性,极大的限制其临床医学应用。同时,镁合金作为植入物容易引发植入部位细菌感染和细菌性松动,也是金属植入物失效的主要原因之一。镁合金作为骨植入物还应具有良好的成骨活性,促进骨组织的生长,有利于骨损伤的愈合。镁合金缺乏有效的骨整合性,导致植入物骨整合失败。目前,通过表面改性可以调控镁合金的降解
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镁合金具有良好的力学性能和降解特性,作为骨损伤修复材料被广泛研究。然而,镁合金在人体内快速腐蚀和较差的生物相容性,极大的限制其临床医学应用。同时,镁合金作为植入物容易引发植入部位细菌感染和细菌性松动,也是金属植入物失效的主要原因之一。镁合金作为骨植入物还应具有良好的成骨活性,促进骨组织的生长,有利于骨损伤的愈合。镁合金缺乏有效的骨整合性,导致植入物骨整合失败。目前,通过表面改性可以调控镁合金的降解速率,并赋予镁合金特定生物功能。同时具有耐腐蚀性、生物相容性和抗菌特性的功能涂层可以解决这些缺点,并改善植入物的性能。本文以AZ31镁合金为基材,通过水热法和传统浸泡法在其表面制备了层状双氢氧化物/羟基磷灰石-环丙沙星（LDH/HAp-CIP）复合涂层,复合涂层展现出优异的耐腐蚀性,抗菌活性和生物相容性。本论文主要研究内容及结果有:（1）采用水热法在AZ31镁合金表面制备了Zn Fe-NO3-LDH和Zn Fe-PO43-LDH涂层。动电位极化曲线和交流阻抗谱的测试表明Zn Fe-PO43-LDH涂层样品具有更好的耐腐蚀性,长期浸泡试验探讨了腐蚀过程中Zn Fe-PO43-LDH涂层释放的PO43-可以结合Ca2+生成Ca-P层的过程,Ca-P层进一步提供抗腐蚀性和优异的生物相容性。Zn Fe-PO43-LDH涂层样品在大肠杆菌和金黄色葡萄球菌中抑菌圈大小分别为22 mm和15 mm,归因于Zn2+的抗菌特性,涂层具有一定的抗菌作用。（2）在AZ31镁合金表面存在LDH涂层的基础上,再采用水热法制备HAp涂层。LDH涂层与基体具有良好的粘附强度,可作为复合涂层的内层,所制备的LDH/HAp复合涂层可进一步提高了AZ31镁合金的耐腐蚀性和生物相容性。然后,通过浸泡法将CIP负载到复合涂层表面,LDH/HAp-CIP复合涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈大小分别增大到42 mm和43 mm,并且CIP体外释放实验证明复合涂层具有长期抗菌活性。（3）系统地评价了涂层样品体外MC3T3-E1细胞相容性和成骨分化活性。LDH/HAp和LDH/HAp-CIP涂层样品增强了MC3T3-E1细胞的增殖和扩散,细胞黏附数量明显增加,具有明显的细胞质延伸和大量丝状伪足,细胞骨架分布面积较大。复合涂层在14天时表现出更高的碱性磷酸酶（ALP）活性,ALP染色结果与ALP定量分析结果一致,复合涂层在14天时颜色最深,说明MC3T3-E1细胞成骨活性较高。进一步探索MC3T3-E1细胞的成骨分化能力,检测了COL-I、OPN、ALP和RUNX2相关基因的表达水平,结果表明复合涂层上调了成骨相关基因表达水平。
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