金属材料广泛应用于骨科等硬组织修复,但大部分金属植入材料是永久性的,需二次手术取出,不仅增加了医疗成本,而且给患者带来不必要的痛苦。因此,可降解生物材料的研究备受关注。铁具有一定的可降解性、良好的生物相容性、适当的机械性能,已成为具有潜在优势的可降解生物材料。然而,铁及多数铁合金都具有磁性,导致核磁共振等医学检测无法进行。此外,一般铁合金降解过慢,不能满足临床应用要求,其生物毒性也是令人十分关注的要素。喷射沉积技术是近年来发展起来的快速凝固与成形技术,制得的材料具有多孔隙、组织成分均匀的特点,而提高孔隙率对于改善材料降解性能的作用不容忽视。为了使铁合金呈现顺磁性,同时保持降解速率,本课题采用喷射成形工艺制备添加Mn含量至35%的铁锰合金。以铸态和锻态Fe-35Mn合金为对照,通过物理性能测试(抗拉强度、延伸性、冲击韧性、磁性、表面形貌)、在Hank’s人工模拟体液中的浸泡试验(失重法、成分变化曲线、pH变化曲线),以及电化学实验(动电位扫描法)等一系列方法来探讨喷射成形工艺对Fe-35Mn合金物理性能与体外降解行为的影响;通过细胞毒性试验探讨喷射成形工艺对Fe-35Mn生物相容性的影响。主要研究结果如下:(1)拉伸试验和冲击试验显示,喷射成形工艺能够提升Fe-35Mn合金的力学性能;磁性能测试结果表明,Fe-35Mn合金具有顺磁性,不影响核磁共振等医学检查。(2)静态浸泡试验与扫描电镜图谱表明,同铸态和锻态合金相比,喷射成形工艺对于提升Fe-35Mn合金的降解速率有较大的改善作用,并且腐蚀形貌明显更为均匀。Fe和Mn形成固溶体,提升了纯铁的腐蚀速率。喷射成形所形成的多孔隙特征具备自催化的腐蚀反应特点,进一步提升Fe-35Mn合金的腐蚀速率。(3)腐蚀物组分分析表明,沉积于Fe-35Mn合金表面的降解产物,主要由氧、铁、锰、钠、磷和钙等对人体有益的元素组成。细胞毒性试验进一步说明,添加Mn合金化能改良Fe的生物相容性,Fe-35Mn合金浸提液对3T3细胞、mcf-7细胞和ATDC5细胞均无明显细胞毒性,喷射态Fe-35Mn合金更快的腐蚀速率形成的更高的离子浓度也不会加重细胞毒性。多孔隙促进机体的代谢和物质交互,能够改善生物相容性。