新型骨植入鎂合金組織和降解產(chǎn)物及其生物相容性評價.pdf

1、鎂合金具有極大的潛在醫(yī)用推廣價值，但是在進一步的生產(chǎn)運用中，仍然需要探究鎂合金的降解過程對細胞進一步增殖分化的作用。因此，必須將已開發(fā)的鎂合金材料反復(fù)進行生物相容性評價，研究降解產(chǎn)物的變化規(guī)律及其對細胞的影響，并通過評價結(jié)果進行工藝改進或是進一步的表面改性，以滿足其在人體中正常替代器官或組織的目的。
　　本文主要通過表征合金浸提液與合金自身分別對細胞增殖分化的影響來說明 Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金的生物相容性。在此之前，先利用

2、金相顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡及能譜儀（SEM&EDS）、X射線衍射儀（XRD）等表征分析合金材料基本的微觀結(jié)構(gòu)特征及物相組成，初步確立加工工藝對合金的優(yōu)化方式。主要以鑄態(tài) Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金和擠壓態(tài) Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金對照，研究了Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金在模擬體液（SBF）和培養(yǎng)基（DMEM）中的降解產(chǎn)物和表面變化規(guī)律。通過對比細胞在合金浸提液中和合金表面的增殖性能和分化性能變化，初步考察了合金的生物

3、相容性。該研究為繼續(xù)深入優(yōu)化 Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金的工藝處理和醫(yī)用性能提供科學(xué)依據(jù)。
　　將鑄態(tài)合金和擠壓態(tài)合金的微觀組織進行了對比，將擠壓加工過程對合金合金組織和降解性能的改變進行了研究。擠壓加工后，晶粒尺寸縮小了10倍左右，第二相由晶界處被打碎均勻分布至合金中。同時合金中產(chǎn)生了簡單絲織構(gòu)，但合金的相組成沒有發(fā)生改變。擠壓態(tài)合金的降解電流密度降低了40％，同時其在模擬體液中的降解速度也發(fā)生了明顯的降低。
　　本文

4、探討了 Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金在模擬體液中的降解表面演變。在浸泡的過程中，鑄態(tài)合金的降解產(chǎn)物呈現(xiàn)“形核→碎屑脫落→長大→鋪滿→長大→大塊脫落→繼續(xù)鋪滿”的過程，而擠壓態(tài)合金的降解產(chǎn)物呈現(xiàn)“形核→長大→致密→鋪滿→層狀疊加→小塊脫落→繼續(xù)生長→鋪滿”的過程，因此細胞更易在變化較緩的擠壓態(tài)集體表面生長。
　　浸提液中，通過MTT細胞毒性測試鑄態(tài)合金和擠壓態(tài)合金均不產(chǎn)生細胞毒性。在低濃度中，擠壓態(tài)合金浸提液中細胞增殖率更高；高濃

5、度中，鑄態(tài)合金浸提液的細胞增殖率較好，但考慮到實驗誤差兩者沒有明顯差異。不同種類細胞中成骨細胞在合金材料浸提液中的生長最好。細胞在擠壓態(tài)合金浸提液中的分化表現(xiàn)較好，且能產(chǎn)生明顯的鈣磷沉積現(xiàn)象。
　　預(yù)處理對比掃描結(jié)果表明，Mg-Zn-Y-Nd-Zr合金在選擇預(yù)處理時間為2h時的表面形貌較為平整，且其表面降解產(chǎn)物中富集了親和細胞生長的鈣磷元素。細胞在共培養(yǎng)周期內(nèi)，合金表面及孔內(nèi)整體黏附率呈先升高后降低的趨勢，細胞在裸合金表面能夠進行