纯镁和微弧氧化镁的体外降解和生物相容性-研究

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1、温州医学院硕士学位论文纯镁与微弧氧化镁的体外降解和生物相容性研究摘要近年来，镁合金因其良好的生物相容性、力学性能以及可降解性逐渐成为生物医用材料领域的研究热点。然而在研究中发现镁及其合金均存在腐蚀速度过快的问题，其降解速度大于组织的修复速度。国内外学者通过各种方法来改变镁及其合金表面的热化学性质，增加其耐腐蚀性，如碱热处理、碱浸一热氧化处理、热氧化一有机涂层符合处理和离子注入等等。本实验所用材料是纯镁及微弧氧化镁，提供方使用了一种新的加工工艺加工纯镁并在纯镁的基础上进行微弧氧化处理，但加工出来新型的纯镁及微弧氧化镁的降解性能及生物相容性如何不得而知，这些性

2、质对于其作为医用植入材料的应用又有着极其重要意义。因此本文通过体外降解实验、细胞毒性、致敏和急性毒性实验对上述材料的降解性能及生物相容性进行初步的研究和评价。同时还研究了纯镁和微弧氧化镁在不同的腐蚀介质中的降解性能是否有差异。研究结果发现，在体外浸泡试验中SBF溶液中纯镁出现了明显的腐蚀坑，而微弧氧化镁没有出现。纯镁释放的镁离子浓度也更高，浸泡后纯镁表面生成的产物是氢氧化镁，微弧氧化镁没有明显的产物峰，他们之间的降解机制不一样，在16天的浸泡实验中MAO—Mg的降解机制可能只是氧化膜的分解，保护了基底层的纯镁被腐蚀，微弧氧化镁的抗腐蚀性能明显优于纯镁。纯镁

3、在DMEM溶液中的腐蚀速率明显慢在SBF溶液中，没有产生腐蚀坑，只是表面沉积了一些腐蚀产物，因为DMEM中的氨基酸和镁离子结合沉积在纯镁表面进而阻止了反应的进一步进行，最终表面的沉积产物也是氢氧化镁。微弧氧化镁在DMEM溶液中比在SBF溶液中腐蚀稍慢，没有纯镁那么明显的差别。浸泡介质的组成对镁合金的降解有很大影响，样品浸泡在DMEM溶液中的降解率慢于SBF溶液。DMEM相比SBF更接近人体环境更适合作为体外浸泡介质预测体内的降解情况。另一方面，纯镁和微弧氧化镁的细胞毒性实验发现：纯镁没有细胞毒性，微弧氧化镁镜下观察部分细胞呈圆形，无胞浆内颗粒，明显可见细胞

4、溶解和细胞间空区，可是计算出来的增值率说明没有毒性。这结果跟国内J't-文献结果不相符，分析原因可能是加工过程中所引入其他离子的浓度达到毒性范围；还有可能是降解出来的颗粒影响了细胞毒性，具体毒性机制还需进一步研究。纯镁和微弧氧化镁在DMEM培养基中浸提1d、8d及16d用浸提原液培养的的细胞生长状态良好基本没有毒性。纯镁和微弧氧化镁在SBF溶液浸泡1d、8d及16d后的原液的细胞毒性很大超过70％的细胞呈圆形或溶解，这可能是SBF原液中没有细胞所需的营养物质。纯镁在SBF中浸泡了1d、8d及16d的50％、2596原液基本没有毒性了。微弧氧化镁在SBF中浸

5、泡了1d、8d及16d50％、2596原液也基本没有毒性了。温州医学院硕士学位论文纯镁经过表面改性后提高了其降解性能，改性后对全身毒性是否有影响，体内试验证明经过微弧氧化改性后的镁无致敏性也无全身毒性。关键词：纯镁；微弧氧化镁；体外降解；腐蚀介质；细胞毒性；2温州医学院硕士学位论文Thestudyofpuremagnesiumandmicro．arcoxidationinwhich'sbiocompatibilityanddegradationbehaviorinvitroAbstractInrecentyears，magnesiumalloybecome

6、researchhotpotgraduallyinbiomedicalmaterialsfieldbecauseofwhich’sbiologicalcompatibility、mechanicalpropertiesandbiodegradablity．WhilewefoundmagnesiumandmagnesiumalloycorrodeSOfastbyresearching，itsspeedsofdegradationfasterthanthespeedoforganizationrepairing．Scholarsathomeandabroadt

7、rykindsofwaytoreduceit’Scorrosionrate，eg：alkaliheatingtreatment、alkalisoaking。thermaloxidationtreatment、thermaloxidation．organiccoatingtreatment、ionimplantationandSOon．InthisexperimentIusepuremagnesiumandmicro．．arcoxidationmagnesiumastestmaterial，thematerialproviderproducedthepure

8、magnesiumwhatusedanewprocessingte