鎂合金接骨板的力學(xué)性能與微動(dòng)磨損特性研究.pdf

1、隨著骨折內(nèi)固定技術(shù)的發(fā)展，接骨板在臨床上得到廣泛應(yīng)用。一方面，現(xiàn)階段用于骨折堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定的接骨板材料多為不銹鋼、鈦及鈦合金等具有高彈性模量的生物惰性金屬。然而，這些傳統(tǒng)接骨板的結(jié)構(gòu)剛度較高，不僅會導(dǎo)致應(yīng)力遮擋，而且阻礙骨折塊間形成適當(dāng)?shù)妮S向位移，不利于骨折愈合。此外，生物惰性金屬接骨板在骨折愈合后需要手術(shù)取出，給患者帶來額外痛苦。鑒于鎂合金不僅具有良好的機(jī)械性能，而且可在生物體內(nèi)無毒降解，因此，生物可降解鎂合金在骨折內(nèi)固定器械方面具有廣闊

2、的應(yīng)用前景。現(xiàn)有研究主要關(guān)注鎂合金在生物體內(nèi)的降解行為、對骨折修復(fù)的影響及其生物相容性等。實(shí)際上，鎂合金接骨板—骨折系統(tǒng)良好的機(jī)械性能是保證骨折有效愈合的重要因素，但這方面的研究目前尚未見系統(tǒng)報(bào)道。因此，很有必要開展鎂合金接骨板機(jī)械性能的研究，研究結(jié)果有助于促進(jìn)鎂合金在骨折內(nèi)固定中的臨床應(yīng)用。
　　本論文利用力學(xué)測試平臺，對比研究了擠壓態(tài)ZK60鎂合金和TA3純鈦接骨板固定股骨干不穩(wěn)定骨折時(shí)的力學(xué)性能;并采用微弧氧化處理在ZK60

3、鎂合金表面制備了不同的微弧氧化陶瓷層，采用體外微動(dòng)模擬試驗(yàn)，考察了ZK60鎂合金試樣在接骨板服役工況下的微動(dòng)磨損行為，揭示了電壓、占空比等微弧氧化電參數(shù)對ZK60鎂合金表面微動(dòng)磨損性能的影響規(guī)律。主要結(jié)果與結(jié)論如下:
　　(1) ZK60鎂合金接骨板固定股骨干不穩(wěn)定型骨折時(shí)具有較低的靜態(tài)結(jié)構(gòu)剛度，更趨于彈性固定從而有助于減小應(yīng)力遮擋作用，它不僅能在骨折初期有效承載，還能確保骨折塊間具有足夠的軸向位移以刺激骨痂形成，其骨折愈合性能優(yōu)

4、于TA3純鈦接骨板。然而，ZK60接骨板—骨折結(jié)構(gòu)的靜態(tài)強(qiáng)度和軸向載荷下的疲勞強(qiáng)度均低于TA3接骨板。
　　(2) ZK60表面的微弧氧化層能顯著提高其在接骨板服役工況下的耐腐蝕性能，試樣表面的腐蝕電流密度及腐蝕速率均明顯降低。
　　(3)微弧氧化處理能顯著提高ZK60鎂合金表面在接骨板服役工況下的耐微動(dòng)磨損性能，微弧氧化電壓對其具有顯著影響，不同脈沖占空比則無顯著影響。隨電壓升高，微弧氧化ZK60在模擬體液中的耐微動(dòng)磨損性