Mg-Zn-Sr合金的生物性能和制備生物可降解腸道吻合環(huán)的分析和研究.pdf

1、目的:對Mg-Zn-Sr合金應(yīng)用于腸道吻合環(huán)進(jìn)行前瞻性研究。對鎂合金的微觀組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和體外腐蝕行為進(jìn)行研究來探討Sr元素帶來的合金微觀結(jié)構(gòu)改變和力學(xué)性能、耐腐蝕性能之間的關(guān)系，以便找到具有較好力學(xué)性能和耐腐蝕性能的鎂合金材料，并且通過細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、溶血實(shí)驗(yàn)、部分凝血活酶時(shí)間實(shí)驗(yàn)及動(dòng)物肌肉包埋實(shí)驗(yàn)對Mg-Zn-Sr合金的生物相容性及可降解性進(jìn)行綜合評估，通過鎂合金的抑菌實(shí)驗(yàn)和表面涂層的研究論證鎂合金作為腸道支架材料的優(yōu)勢，最后探討

2、鎂合金腸道吻合環(huán)的設(shè)計(jì)與制備。
　　方法:(1)采用熔融澆注法制備Mg-Zn-Sr三元鎂合金材料，對不同Sr含量的鎂合金進(jìn)行力學(xué)性能測定，對合金表面進(jìn)行金相分析和XRD分析，了解合金微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。并且通過失重腐蝕實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)和掃描電鏡觀察表面腐蝕形態(tài)來測試鎂合金的體外腐蝕行為，評估Sr元素對鎂合金力學(xué)性能和耐腐蝕性能的影響。(2)依據(jù)ISO10993-5:1999及GB/T16886.5-2003標(biāo)準(zhǔn)，將L一929小鼠成纖

3、維細(xì)胞與Mg-Zn-Sr合金浸提液相接觸培養(yǎng)，并且與陽性對照組（加入0.64％苯酚）和陰性對照組（加入原培養(yǎng)液）進(jìn)行對比，在倒置顯微鏡下進(jìn)行細(xì)胞的形態(tài)學(xué)觀察，采取MTT(四甲基偶氮唑鹽)比色法量化細(xì)胞毒性，對Mg-Zn-Sr合金細(xì)胞毒性進(jìn)行評估。(3)采用抗凝新鮮人血分別與鎂合金浸提液組和陽性對照（0.64％苯酚）、陰性對照組（原培養(yǎng)液）接觸，每組設(shè)3個(gè)平行試樣，在570nm波長處用紫外可見分光光度計(jì)測定吸光率，計(jì)算各組的溶血率，評估M

4、g-Zn-Sr合金的溶血作用。最后將抗凝健康人靜脈血經(jīng)過離心后分離出貧血小板血漿。將Mg-Zn-Sr合金塊放入聚丙烯管中，加入2ml貧血小板血漿，置37℃水浴恒溫振蕩器中以60轉(zhuǎn)/分放置15 min。設(shè)置不加合金樣品的為空白對照組，每個(gè)組平行操作3管。從每一聚丙烯管中吸入50μl血漿到血凝分析儀測定管中，然后均加入50μl兔腦磷脂混懸液和50μl0.025 mol/L氯化鈣溶液。用自動(dòng)血液凝固分析儀分別測定各管的凝血時(shí)間，計(jì)算出鎂合金平

5、均凝血時(shí)間與空白對照組的百分比，評估鎂合金的凝血反應(yīng)。(4)活體動(dòng)物肌肉內(nèi)埋植實(shí)驗(yàn)是生物材料包埋在肌肉中，用于檢測和評價(jià)在體內(nèi)的毒性作用，是檢測醫(yī)用生物材料的一種重要的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)方法。本實(shí)驗(yàn)將鎂合金試樣植入新西蘭兔脊柱兩旁的肌肉內(nèi)，通過實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的植入物周圍肌肉組織、肝臟、腎臟、心臟組織等重要器官的病理切片的觀察，評估鎂合金材料在植入期間對動(dòng)物全身以及局部組織的影響;同時(shí)對植入金屬塊進(jìn)行電鏡掃描和電化學(xué)分析，分析合金在家兔體內(nèi)的腐蝕行為和機(jī)

6、理。(5)取大腸埃希氏菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌分別接種于腦心浸萃液，培養(yǎng)后調(diào)配使其終濃度為1.0×104CFU/ml，然后均加入樣品Mg-Zn-Sr合金塊，同時(shí)在相同的細(xì)菌培養(yǎng)液中加入陽性對照（加入頭孢他啶粉劑）、陰性對照（加入316LSS不銹鋼塊）和空白對照組進(jìn)行對比，37℃培養(yǎng)，在不同的時(shí)間分別取培養(yǎng)的菌液0.1ml涂布相應(yīng)的平板進(jìn)行計(jì)算菌落，實(shí)驗(yàn)組與陽性組、陰性組及空白對照組進(jìn)行比較，評估鎂合金對上述細(xì)菌的抑制作用。(6)

7、在鎂合金塊表面成功制備了攜帶依維莫司(Everolimus)的聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)涂層，評估涂層的表面形貌、降解性能，論證制作Mg-Zn-Sr合金藥物涂層的可行性。(7)根據(jù)鎂合金的金屬屬性，設(shè)計(jì)出鎂合金腸道吻合環(huán)，并采用激光分層制造快速成型技術(shù)制作模型，并進(jìn)行腸道吻合操作，證明鎂合金腸道吻合環(huán)制備的可行性?？?br>　　結(jié)果:經(jīng)過對不同Sr含量的Mg-Zn-Sr合金進(jìn)行力學(xué)性能和腐蝕行為的測試，發(fā)現(xiàn)Sr元素的加入改善了M

8、g-Zn合金的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，但需嚴(yán)格控制Sr元素的添加量，Mg-Zn-0.1 Sr合金表現(xiàn)出最好的耐腐蝕性能。同時(shí)通過細(xì)胞毒性研究、溶血實(shí)驗(yàn)、部分促凝血活酶時(shí)間實(shí)驗(yàn)和活兔肌肉包埋試驗(yàn)證實(shí)鎂合金具有良好的生物安全性、相容性及良好的降解性能;鎂合金對腸埃希氏菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌有明顯的抑制作用，Mg-Zn-Sr合金有做藥物涂層的可行性;設(shè)計(jì)出并制備腸道吻合器，通過體外腸道手術(shù)證實(shí)鎂合金腸道吻合器的可行性。
　　結(jié)論