镁合金兼具良好的力学性能,可降解性和优良的生物相容性,是全降解血管支架的理想基体材料之一。体外细胞相容性评价是生物医用镁合金生物相容性评价的重要组成部分。本文首先研究了本课题组研发的专利生物医用镁合金Mg-Nd-Zn-Zr（简称JDBM镁合金）的体外细胞相容性,结果显示:JDBM镁合金对原代人脐带静脉内皮细胞（HUVEC细胞）的活性、细胞骨架及凋亡无不利影响;JDBM镁合金对大鼠胸大动脉平滑肌细胞（A7r5平滑肌细胞）的活性、粘附形貌及凋亡无不利影响。降解速率是生物医用镁合金最重要的指标之一,不仅决定了力学性能的衰减速度,同时也决定了植入位置局部的pH值和合金元素的离子浓度,进而影响生物相容性。然而,体内体外实验得到的镁合金降解速率通常不一致。造成这种不一致的诸多因素（如血液流动,体内的pH缓冲体系,蛋白和细胞的存在等）中,细胞对镁合金降解行为的影响鲜有研究。本文随后研究了蛋白、HUVEC细胞和巨噬细胞对体外降解行为的影响,结果显示:蛋白可以通过结合到降解产物层,提高降解产物层保护作用的方式降低JDBM镁合金的体外降解速率;而HUVEC细胞抵消了蛋白的保护作用,加速了JDBM镁合金的体外降解,可能原因为HUVEC细胞生长和增殖过程中结合和消耗了部分蛋白,促进了蛋白的脱附作用,降低了降解产物层的保护作用,同时HUVEC细胞存储了部分Mg²⁺,促进了JDBM镁合金的降解;巨噬细胞也加速了JDBM镁合金体外降解,加速途径为巨噬细胞提高了活性氧物质（ROS）的分泌量,且加速方式为均匀加速,未促进局部腐蚀。相比可降解聚合物血管支架,镁合金血管支架的完整降解过程及其降解产物的转化代谢过程尚无系统性研究。据报道,镁合金血管支架丝径逐渐被降解产物磷酸类Ca盐原位替代,这些降解产物会一直存在于血管壁中带来血管钙化的潜在风险,还是会被进一步转化代谢亟待研究。同时,需要确定合金元素最终的存在位置和去向,尤其需要关注合金元素是否会在器官中发生富集。本文采用植入新西兰大白兔颈动脉的模型,来研究JDBM镁合金血管支架的生物安全性、有效性以及在动物体内的降解行为,最长进行了20个月的跟踪研究,结果显示:JDBM镁合金血管支架具有良好的顺应性和生物安全性,无急性和晚期支架内血栓发生;植入1个月、4个月和12个月后,兔的肝功能和肾功能指标正常。JDBM镁合金支架植入后4周内皮化完全,内皮化进程和316L不锈钢支架相似。JDBM镁合金支架植入4个月和12个月后管腔面积显著低于植入1个月后,而新生内膜面积无显著差异,管腔面积减少的主要原因为支架支撑力的下降。JDBM镁合金支架植入1个月后部分高应力位置的丝径发生断裂,Mg完全降解需要约3个月,降解产物经历Mg（OH）₂和Mg的磷酸类盐转化为高Ca含量的磷酸类Ca盐,并发生高Ca含量的磷酸类Ca盐向低Ca含量的磷酸类Ca盐转化的过程,具体机理尚待研究。根据micro CT结果推测磷酸类Ca盐完全转化代谢所需的时间约为26个月,消除了临床上对镁合金血管支架降解产物可能带来血管钙化风险的担忧。JDBM镁合金的合金元素Mg和Zn植入后在兔器官和血液中未出现富集现象,浓度和未植入支架的阴性对照组无显著性差异;Zr和Nd未出现持续富集的现象,植入20个月后,Zr的含量在肝和肺中偏高,Nd的含量在脾、肝和肺中偏高。另一部分Nd以氢氧化物或磷酸类盐的形式存在于植入位置的血管壁中。JDBM镁合金血管支架降解后期部分降解产物在血管舒缩力作用下,碎裂为直径微米级的颗粒,这些降解产物颗粒是否会一直存在并导致慢性炎症,还是能够被进一步转化代谢以及相应的代谢机理,成为镁合金血管支架临床使用前必须回答的问题。本文使用体外细胞实验的方法,初探了这些降解产物颗粒的进一步代谢方式。鉴于常规浸泡JDBM镁合金得到的降解产物耗时长,且降解产物和未腐蚀的基体结合较紧密,难以剥离。本文创新性地采用电化学方法在体外快速制备JDBM镁合金降解产物,相比常规的浸泡法可以加速降解产物的产生速度达2-3个数量级,且电化学法制备出的降解产物元素成分和常规的浸泡实验得到的降解产物类似。体外原位观察结果显示,巨噬细胞能够吞噬直径几微米的降解产物颗粒,这可能是生物医用镁合金降解产物进一步转化代谢的途径之一。