本文属于国家计划生育委员会科技攻关项目，并得到计划生育药具国家重点实验室和金属腐蚀与防护国家重点实验室的资助。 宫内节育器（IUD，intrauterine device）是广大育龄妇女目前普遍使用的避孕工具。与先前的惰性宫内节育器相比，含铜宫内节育器（Cu IUD，copper-bearing intrauterine device）由于铜的作用显著提高了避孕效果，为了配合含铜宫内节育器（Cu IUD）的研制和临床应用，探索对避孕起关键作用的铜在各种情况下的腐蚀行为及影响因素，本论文在课题组前期工作的基础上，较为系统地研究了宫腔内的生化组分血清白蛋白、丙球蛋白和血红蛋白对Cu IUD腐蚀的影响及其作用机理，并初步研究了蛋白质在铜表面的吸附特性。 本工作中，采用电化学极化电阻技术结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、感应耦合等离子发射光谱（ICP）和表面膜阴极还原等方法，研究了血清白蛋白、丙球蛋白和血红蛋白对模拟宫腔液中铜腐蚀行为的影响。发现在自然充气的中性（pH=7）模拟宫腔液中，白蛋白、丙球蛋白或血红蛋白在投加浓度为0.05g/L～8g/L的范围内总是使模拟宫腔液中铜的腐蚀速度上升；当白蛋白投加浓度较小时（＜lg/L），铜的腐蚀速度随白蛋白浓度的上升而上升，白蛋白投加浓度较大时（＞1g/L），铜的腐蚀速度随白蛋白浓度的上升而有所减小并最终趋于一稳定值，但总是高于未加白蛋白的对比试样。然而，随着丙球蛋白、血红蛋白投加浓度的增加铜试样的腐蚀速度单调地增加。随着白蛋白和丙球蛋白在模拟宫腔液中投加浓度的增加，铜表面生成Cu₂O的数量呈现减少的趋势，而随着血红蛋白投加浓度的增加，铜表面腐 中国科学院上海冶金研究所博士论文 铜在含有蛋白质的模拟宫腔中的腐蚀行为研究 蚀产物则呈增多的趋势；白蛋 白、丙球蛋 白和血红蛋白 的 存 在使得进 入模拟 宫 腔液 中 的铜 离 子总 量增加；酸性 巾H＝6)和碱性 加H＝8) 模拟宫腔液中，有一定量田几)白蛋 臼存 在都会促进铜的腐蚀。三种蛋白质对于铜腐蚀的影响既有 相同之处，也有各 自 的特点。 进一步采用 自腐蚀电位测量、极化曲线、循环伏安、 电化学阻抗和光电化学方法研究了蛋白质对铜腐蚀的电 极过程的作用机理。结果表明铜在模拟宫腔液中的腐蚀速 度受阴极反应的控制；模拟宫腔液中 白蛋白、丙球蛋白和 血红蛋白的存在使铜电极的 自腐蚀电位负移；血清白蛋白 对铜腐蚀 的 阳 极和 阴 极过程均有影 响。一方面，它 阻止 CllC13络合离子从电极表面向本体溶液的扩散；使得阳极反 应的 电荷传递电阻变小。另一方面，它促进阴极反应，使 阴极电荷反应电阻降低。白蛋白促进铜腐蚀的主要原因在 于它促进 了 阴极反应；铜表面的山 在模拟宫腔液中呈n“型光响应，可能是由氯离子的掺杂引起，少量血清白蛋白 存在时降低电极分散层电位，排斥氯离子对CllD的掺杂，使 CuD在模拟宫腔液中的光响应由n型转回p型。 通过计算投加白蛋白前后电极界面电容的变化，初步 研究了蛋白质在铜表面的吸附特性。发现白蛋白在铜表面 有较强的吸附性，这可能会影响 Cu IUD与宫腔的相容性。 总之，本课题较为系统地研究了体外模拟条件下三 种蛋白质对铜腐蚀特性的影响，这比本课题前一阶段的研 究更加接近体内宫腔的实际情况。通过把腐蚀学科和计划 生育学科有机地结合在一起，为准确有效地评价CUIUD的避 孕效能和寿命开拓了新途径。研究结果不仅为研制生产新 型高效的CUIUD提供了理论依据，也扩展了腐蚀科学的认 识领域。