论文部分内容阅读
镁及合金因其良好的生物相容性、生物降解-吸收性以及力学相容性,有望成为理想的新型可降解生物医用金属材料。认清镁的生物降解行为规律,是降解控制技术开发的前提和基础,对于镁合金医疗器械产品的临床应用具有重要意义。体外生物降解性能研究在生物医用材料及其关联技术的筛选评价中占有重要地位。但令人遗憾的是,在本论文工作之前,对镁体外生物降解性能的评价缺乏系统性和针对性,由此导致降解控制技术的开发存在较大的盲目性和随意性,在制约研发效率的同时严重影响相关数据的临床参考价值。针对上述问题,本文以Hank’s平衡盐溶液（HBSS（+））为测试介质,通过严格控制模拟体液与材料相互作用的关键参数,分别采用静态模拟和动态模拟全浸实验,系统考察了参数控制对高纯镁生物降解行为的影响规律。同时结合现代电化学测试技术,对高纯镁及镁合金AZ91D、AM60B、ME20M的生物降解行为进行了比较研究。并在对典型试样的降解形貌及降解产物进行包括SEM、XRD和EDS等在内的分析测试的基础上,对镁生物降解行为机制进行了解析。全浸降解实验结果表明:模拟体液的1)更新频率、2)初始pH值及3)pH变化梯度、4)流速对高纯镁的生物降解行为具有重要影响。模拟体液更新频率越高,初始pH值越低,pH梯度变化越大,则镁平均降解速率越高。另外,随初始pH值降低,镁局部降解的敏感性明显增大。当模拟体液由静置变为流动时,高纯镁生物降解速率急剧增大,降解后表现出冲刷腐蚀形貌。降解动力学研究结果表明:高纯镁的质量损失率r与降解时间t呈线性正相关;模拟体液更新与否对降解性能有重大影响。对比研究结果表明,镁及镁合金生物降解速率的排序为:ME20M>HP-Mg>AM60B>AZ91D。生物降解导致镁表面粗糙不平,龟裂的层状降解产物附着于基体表面。镁生物降解产物层除含Mg、O元素外,还含有丰富的Ca、P,说明降解过程中发生含钙磷酸盐的沉积,因此镁具有良好的骨诱导性。XRD分析结果表明:降解过程中沉积于模拟体液中的不溶性降解产物主要为晶态的Mg（OH）2,附着于样表的降解产物则主要为非晶态/微晶态的含钙磷酸盐。