新型可降解生物醫(yī)用Zn-Sn及Zn-Zr合金的組織及性能研究.pdf

1、基于良好生物相容性和力學(xué)性能，近二十年來可降解生物醫(yī)用金屬材料成為植入材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。以鎂及鎂合金和鐵及鐵合金為代表進(jìn)行了大量研究，但因前者降解速率過快、而后者降解速率過慢的問題制約其在臨床上的應(yīng)用。鋅及其合金是近幾年來被發(fā)現(xiàn)的一種新型生物可降解金屬材料，且比鎂耐腐蝕，比鐵易腐蝕，可避免降解過快或者過慢引發(fā)的問題。但是，純鋅力學(xué)性能較差，無法滿足植入體內(nèi)材料所要求的力學(xué)性能，這是制約其發(fā)展的重要因素。
　　為了改善純鋅的力學(xué)性

2、能，本課題設(shè)計(jì)并采用熱擠壓成型工藝制備了Zn-Sn和 Zn-Zr兩種體系六種成分的新型生物鋅合金。表征和分析了不同Sn、Zr含量對鋅合金微觀組織結(jié)構(gòu)、物相成分、顯微硬度、拉伸性能等的影響規(guī)律；對比了兩種體系合金的降解過程和腐蝕機(jī)理，并對其生物相容性進(jìn)行了評價(jià)。研究結(jié)果如下：
　　擠壓態(tài)Zn-Sn合金的成分分別為Zn-0.9Sn、Zn-1.4Sn和Zn-1.9Sn。Zn-Sn合金中的Zn和Sn并沒有形成固溶體或者中間相，富錫相均勻分

3、布于其基體中。Zn-Sn合金的拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率與純鋅相比均有了一定程度的改善，最大增幅分別達(dá)到21.3％、29.9%和68.6%。Zn-Sn合金的耐腐蝕性隨著 Sn含量的增加而提高，Zn-1.9Sn的耐蝕性最優(yōu)，降解速率僅為0.08 mm/y。Zn-Sn合金的生物相容性評價(jià)表明其雖有良好的血液相容性，但細(xì)胞相容性并不理想，會產(chǎn)生細(xì)胞毒性。
　　擠壓態(tài)Zn-Zr合金的成分分別為Zn-0.5Zr、Zn-0.8Zr和Zn-1.

4、1Zr。Zn-Zr合金中的Zn和Zr會形成中間相Zn2Zr，其主要存在于富鋯相中。Zn-Zr合金的拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率比純鋅分別提高了69.9%、54.6%和19.6%。Zn-Zr合金的耐蝕性會隨著Zr含量的增加而增強(qiáng)，Zn-1.1Zr和Zn-0.8Zr的耐蝕性相對較好。與Zn-Sn合金對比，Zn-Zr合金具有更加優(yōu)良的血液相容性和細(xì)胞相容性，細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明其對細(xì)胞無毒性，甚至?xí)龠M(jìn)細(xì)胞的生長增殖。
　　綜合對比各項(xiàng)