【摘 要】
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背景:生物医用植入材料的开发研究和临床应用在医学的各个领域,尤其是器官组织的修复领域应用越来越广泛。镁合金由于具有良好生物力学性能,尤其是其弹性模量与人体本身骨组织弹性模量接近,且可在生物体内降解的特点,使其成为植入材料的重点研究对象。但镁合金在生物体内易腐蚀,降解过快的特点也限制其临床应用。为此,通过对镁合金进行表面改性,改善其性能的同时保证其生物相容性成为目前研究的重点。研究目的:在AZ31镁
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背景:生物医用植入材料的开发研究和临床应用在医学的各个领域,尤其是器官组织的修复领域应用越来越广泛。镁合金由于具有良好生物力学性能,尤其是其弹性模量与人体本身骨组织弹性模量接近,且可在生物体内降解的特点,使其成为植入材料的重点研究对象。但镁合金在生物体内易腐蚀,降解过快的特点也限制其临床应用。为此,通过对镁合金进行表面改性,改善其性能的同时保证其生物相容性成为目前研究的重点。研究目的:在AZ31镁合金表面制备载钇微弧氧化涂层,并对涂层进行表面形貌、亲水性、涂层结合力、耐腐蚀性能及体外细胞毒性研究,为AZ31镁合金的临床应用提供新的思路。材料与方法:为探究微弧氧化对镁合金的改性效果及改性效果随钇浓度的变化趋势,确定改性最佳浓度,将本实验分为六组（AZ31,Y0,Y20,Y30,Y35,Y40）,使用硅酸盐电解液体系,加入不同浓度醋酸钇（（CH3COO）3Y）对镁合金进行微弧氧化（MAO）处理制备载钇涂层,通过扫描电镜（SEM）观察涂层表面形貌,X射线衍射仪（XRD）测定涂层晶相,能量色散谱仪（EDS）检测元素,傅里叶红外光谱（FT-IR）确定醋酸根官能团的结合,水接触角测量仪判断亲水性,划痕仪检测涂层结合力等对样品进行表征。通过氢气收集实验,动电位极化测试对样品进行耐腐蚀性研究。通过细胞毒性实验（CCK-8）对样本生物相容性进行初步体外研究。结果:AZ31镁合金表面成功制备了不同载钇量的微弧氧化涂层,随着电解液中醋酸钇浓度的增加,EDS显示涂层中钇含量先增加后略减小,SEM显示涂层表面的孔径大小和显气孔率先减小后增大,在醋酸钇浓度为0.0035mol/L时孔径和气孔率最小;XRD中硅酸镁峰逐渐显著,在醋酸钇浓度0.0035mol/L时出现氧化钇峰;SEM截面显示膜层厚度及致密性先增加后减小,钇浓度为0.0035mol/L时膜层最厚;划痕实验显示涂层在钇浓度0.0035mol/L时结合力最强;水接触角在钇浓度0.0035mol/L时最小,表明此时亲水性最大;耐腐蚀性能研究显示,随着醋酸钇含量增加,极化电位先增大后减小,表明耐腐蚀性先增强后减弱,氢气收集实验结果也吻合,证明钇浓度0.0035mol/L时耐腐蚀性最强;CCK-8检测结果显示,随着钇元素加入,会促进细胞生长,表明涂层基本无细胞毒性,钇浓度为0.0035mol/L时显著促进细胞体外生长。结论:随着醋酸钇含量增加,AZ31镁合金载钇涂层的耐腐蚀性能先增强后减弱,细胞相容性良好,钇浓度为0.0035mol/L时表面形貌、亲水性、涂层结合力、改性后耐腐蚀性能及体外细胞毒性均较其他组结果好,为植入材料的选择和镁合金改性提供一种新的方案。
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