骨植入用可降解Mg-Zn-Y-Nd-Ag合金組織及抗菌性能研究.pdf

1、目前，用于外科植入物的醫(yī)用金屬材料主要有316L不銹鋼、鈦合金等。但是，316L不銹鋼和鈦合金均不具備可降解性，一旦金屬植入物失效，病患需要進(jìn)行二次手術(shù)將其取出；同時(shí)，其不具備抗菌性能，植入后極易引發(fā)術(shù)后感染，甚至造成病患死亡。Ag作為一種傳統(tǒng)的抗菌劑，具有廣譜抗菌性；若添加入合金成分中，可以細(xì)化合金組織，提高合金的力學(xué)性能；但是，同時(shí)也會(huì)對(duì)合金的耐蝕性產(chǎn)生不利的影響。因此，本課題擬通過在Mg-Zn-Y-Nd合金中加入少量的Ag，在保證

2、合金的耐腐蝕性能在可控范圍內(nèi)的前提下，使鎂合金具有抗菌性能；并通過擠壓加工來進(jìn)一步細(xì)化合金晶粒，提高合金綜合力學(xué)性能。
　　鑄態(tài)Mg-Zn-Y-Nd-xAg合金的顯微組織主要為樹枝晶，第二相主要分布在枝晶臂間；隨著Ag含量的增多，枝晶得到細(xì)化，二次枝晶臂間距減小，第二相的含量增多，且分布更加彌散。由XRD結(jié)果分析可知，鑄態(tài)合金中加入Ag之后，主要促進(jìn)新相 Ag51Nd14的形成；經(jīng)均勻化處理和擠壓加工后，合金的晶粒顯著細(xì)化，第二相

3、大多固溶進(jìn)入基體中。
　　Ag的加入對(duì)于Mg-Zn-Y-Nd合金的力學(xué)性能有一定的改善，隨著Ag含量的增加，其力學(xué)性能呈現(xiàn)提高的趨勢(shì)，但影響并不顯著。Mg-Zn-Y-Nd-xAg合金經(jīng)擠壓加工處理后，其力學(xué)性能明顯提高，擠壓態(tài)合金的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率相比鑄態(tài)合金均有較大幅度的提高。
　　通過對(duì)比分析不同Ag含量對(duì)Mg-Zn-Y-Nd-xAg合金在模擬體液中浸泡7天前后的降解行為可知，鑄態(tài)合金的耐腐蝕性能隨著Ag含量的增加而降低

4、。這種現(xiàn)象的主要形成原因是由于在合金中加入Ag后，促進(jìn)Ag51Nd14相的生成，新相和基體之間形成原電池加速基體腐蝕，從而導(dǎo)致合金整體的耐蝕性下降。而鑄態(tài)合金經(jīng)擠壓加工后，其耐蝕性能得到明顯提高。其中，擠壓態(tài)Mg-Zn-Y-Nd合金的腐蝕速率由鑄態(tài)合金的0.1242mg/cm2·h下降至0.0856mg/cm2·h，降幅為31.08％；擠壓態(tài) Mg-Zn-Y-Nd-0.2Ag合金的腐蝕速率由鑄態(tài)合金的0.2833 mg/cm2·h下降至

5、0.1243mg/cm2·h，降幅達(dá)到56.12%；擠壓態(tài)Mg-Zn-Y-Nd-0.4Ag合金的腐蝕速率由鑄態(tài)的0.2411mg/cm2·h下降到0.1597mg/cm2·h，降幅為33.76%；Mg-Zn-Y-Nd-0.6Ag合金的腐蝕速率由鑄態(tài)的0.3489mg/cm2·h下降到0.1908mg/cm2·h，降幅為45.31%；Mg-Zn-Y-Nd-0.8Ag合金的腐蝕速率由鑄態(tài)的0.4371mg/cm2·h下降到0.2954mg/