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导电高分子聚吡咯(Polypyrrole,PPy)具有不同于一般高分子的特殊性质:优异的导电性、良好的氧化还原特性、一定的腐蚀防护能力以及优良的生物相容性,这些特性使其在生物医学领域的应用受到广泛关注。金属Mg因其良好的机械性能、较轻的质量、与人骨相近的弹性模量以及可自发的腐蚀降解并且降解产物无毒无害,可随尿液被排出等优异性能而成为一种有前途的可降解金属材料。 然而二者在实际应用上均有些不足,如金属Mg腐蚀速率过快,无法在组织痊愈前充分发挥作用,并且可能产生过多对机体有害的氢气等;PPy用于药物释放时需要外接电源,限制了其体内应用。而将二者结合应用,可望有效发挥各自优势,并弥补其在应用中的不足。因此,本论文拟制备两种基于聚吡咯和镁联用的生物材料体系,并探索其应用。全文的主要研究内容及结果如下: (1)结合金属的阴极保护原理并利用一种阴极激发的氧化性自由基(NO+)作为氧化剂,将金属Mg作为阴极,成功的在Mg表面制备出纳米多孔PPy结构。实验证实,在-2.2 V电位下沉积1800 s可得到均一、稳定的最优形貌,而且该PPy修饰的Mg电极提高了腐蚀防护能力。通过极化曲线的测量,证实了PPy的存在可以提升腐蚀电位,降低腐蚀电流,从而减缓Mg的腐蚀。通过对Nyquist图的分析拟合,证实了极化电阻的增大,进一步说明该涂层具有腐蚀防护作用。并通过辅助实验推测该特殊形貌的形成机理。 (2)基于原电池原理的PPy药物释放体系是指利用活泼金属和PPy的电极电势不同,将活泼金属、PPy膜以及电解质溶液三者共同组成简单的原电池。本文采用微机电技术(MEMS),通过三层套刻,在硅基芯片上成功构建出一种微型的,无需外加电源便可释放药物,且具有一定控释能力的PPy-Mg药物释放芯片。重点研究了该药物释放芯片的设计和构建手段,成功制备出易于批量制备的原电池聚吡咯药物释放芯片;同时考察了相关因素对药物芯片稳定性和储药性能的影响,选取5-三磷酸腺苷二钠盐(ATP)作为模型药物,确定了最佳储药的电化学条件;同时考察了在不同分子量高分子保护下药物芯片的释放情况,并证实了该方法对该释放系统有一定控制作用。