新型生物降解鎂合金及其松質(zhì)骨螺釘研究.pdf

1、為了提高生物醫(yī)用鎂合金的耐蝕性、力學(xué)性能和生物相容性，本研究采用真空與惰性氣體氣體保護(hù)法熔煉了Mg-3Zn-0.8Zr、Mg-3Zn-0.8Zr-1Mn及Mg-3Zn-0.8Zr-0.3Ca-0.1Ag合金，研究了熱處理工藝及Mn、Ca和Ag微量元素的加入對合金組織與性能的影響；在 Mg-3Zn-0.8Zr合金表面制備了 MgF2與 MgF2/FHA復(fù)合涂層，研究涂層對合金性能的影響及其體外降解機(jī)理；評價了涂層對 Mg-3 Zn-0.8

2、Zr合金的體內(nèi)外生物相容性及其腐蝕降解速率。結(jié)果表明：
　　1. Mg-3Zn-0.8Zr-0.3Ca-0.1Ag合金最適宜的熱處理工藝為350℃×48小時均勻化退火后，在400℃×12h條件下固溶，最后在520℃條件下固溶2h，時效條件為160℃×12h。
　　2. Mn元素的添加細(xì)化了晶粒，使第二相分布更加均勻，晶粒中的雜質(zhì)相也因?yàn)樵谌蹮掃^程中與Mn形成高熔點(diǎn)的化合物而減少，從而提高了合金的耐蝕性能和力學(xué)性能。Ca加入后

3、形成了 Ca2Mg6Zn3，其分布在晶界處起到了抑制晶粒長大的作用，從而產(chǎn)生顯著細(xì)化晶粒的效果。Ag加入后形成了Ag8Mg4Zn4，提高了合金的塑性。因此Ca和Ag的加入細(xì)化了晶粒，提高了合金的塑性，最終提高了合金的力學(xué)性能和耐蝕性能。
　　3.鎂合金在體外降解時，降解速率是先快后慢，腐蝕前期點(diǎn)蝕的出現(xiàn)加快了腐蝕的進(jìn)行，但隨著浸泡時間的延長，在腐蝕進(jìn)行的同時伴隨著Mg(OH)2/Mg O腐蝕產(chǎn)物的沉積從而阻礙腐蝕的進(jìn)行。帶有MgF

4、2/FHA復(fù)合涂層的Mg-3Zn-0.8Zr合金耐蝕性最好。
　　4. Mg-3Zn-0.8Zr-1Mn合金、Mg-3Zn-0.8Zr-0.3Ca-0.1Ag合金、帶有MgF2涂層的Mg-3Zn-0.8Zr合金和帶有MgF2/FHA復(fù)合涂層的Mg-3Zn-0.8Zr合金均無細(xì)胞毒性，達(dá)到了0級水平。鎂離子可以促進(jìn)細(xì)胞生長，適宜細(xì)胞生長的鎂離子濃度為20-25mg/L。帶有MgF2涂層的Mg-3Zn-0.8Zr合金和帶有MgF2/F

5、HA復(fù)合涂層的 Mg-3Zn-0.8Zr合金對基體的保護(hù)作用非常好，不僅提高耐蝕性，更有利于細(xì)胞的生長。
　　5.帶有MgF2涂層的Mg-3Zn-0.8Zr合金松質(zhì)骨螺釘植入兔子體內(nèi)6個月后保護(hù)作用明顯，與Mg-3Zn-0.8Zr合金松質(zhì)骨螺釘相比，釘體剩余量達(dá)到了70.5％。6個月時裸合金螺釘TMC增大到12.54g，TMD增大到337.4 mg/cc；6個月時M gF2涂層螺釘TMC增大到15.23g，TMD增大到351.3m