生物可降解心血管支架用镁基复合材料研究

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镁基材料在含氯离子的环境中易于腐蚀降解,且降解产物是人体必须的元素。将其作为心血管支架材料,兼具金属良好的力学性能和高分子的降解特性,具有广阔的临床应用前景。本文首先研究了不同镁基材料:Mg-0.5vol%MgO、Mg-1vol%CNT、AZ80A在模拟体液中的腐蚀行为;后通过制备并研究Mg-5wt%Zn-0.8wt%Zr和Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr合金的力学性能,取综合性能较优者添加纳米羟基磷灰石(HA)制备了Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr-1wt%HA复合材料,并探讨添加纳米HA对材料组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响。同时,对Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr-1wt%HA及Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr合金进行氢氟酸(HF)处理,并进行分析表征,研究HF酸处理对材料在模拟体液中的腐蚀降解行为的影响,通过体外细胞培养评价其生物相容性。结果表明:1采用液态搅拌沉积快冷工艺制备的Mg/CNT、Mg/MgO复合材料与市售AZ80A合金相比腐蚀降解速率快,三者的腐蚀产物成分相同,均为Mg2Cl(OH)3·4H2O及少量的MgCl2。2采用液态搅拌铸造法制备的Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr-1wt%HA复合材料与Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr合金相比得出:纳米HA能够抑制晶粒的长大起到细化晶粒的作用,力学性能测试显示Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr-1wt%HA复合材料的强度和塑性均高于Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr合金。模拟体液浸泡与电化学测试显示出纳米HA的加入使镁合金的耐蚀性得到了显著的提高。3 Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr合金和Mg-3wt%Zn-0.8wt%Zr-1wt%HA复合材料在HF酸(40%)中处理24h,在镁合金表面形成了一层氟化物转化膜,经分析该转化膜为MF2,厚约1μm,模拟体液浸泡与电化学测试显示出该膜能够有效的提高镁合金基体的耐蚀性,电化学测试耐蚀性最高能够提高16倍。4镁基材料均没有对成骨细胞显示细胞毒性,HF酸处理后的试样由于腐蚀降解的速率慢,适合细胞生长的时间较长。
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