固溶處理和表面改性對(HA+β-TCP)-Mg-Ca復(fù)合材料組織和性能的影響.pdf

1、與其它金屬和聚合物植入材料相比，鎂合金因具有良好的機械性能和生物相容性，在骨組織工程材料方面有很好的應(yīng)用前景。但是，鎂合金在人體環(huán)境中過快的降解速度限制了它們的臨床應(yīng)用，有效的解決方法之一是制備鎂合金基復(fù)合材料。雙相磷酸鈣陶瓷（HA+β-TCP）結(jié)合了HA的優(yōu)異生物活性和β-TCP的良好可吸收性，并且可以通過調(diào)整HA和β-TCP的比率來控制HA+β-TCP的降解速度，成為生物醫(yī)用鎂合金基復(fù)合材料中理想的增強相。基于此，本文首先采用有機泡

2、沫浸漬法，制備了不同 HA/β-TCP比例的三維多孔HA+β-TCP，再利用真空吸鑄法制備了(HA+β-TCP)/Mg-Ca相互滲透復(fù)合材料。然后，對復(fù)合材料分別進行固溶處理和表面改性，以改善其耐腐蝕性能。采用帶能譜儀的掃描電鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、材料萬能試驗機、電化學(xué)工作站、體外浸泡實驗和溶血率測試等分析測試方法對復(fù)合材料的微觀組織、力學(xué)性能、耐腐蝕性能和血液相容性等進行研究。
　　研究結(jié)果表明，制備的(HA+β

3、-TCP)/Mg-Ca復(fù)合材料為三維互通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，基本實現(xiàn)了Mg-Ca合金在多孔HA+β-TCP中的滲透，固溶處理對復(fù)合材料的三維網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)未造成太大影響，但在金屬與陶瓷界面結(jié)合處發(fā)生了不同程度的氧化。經(jīng)固溶處理后，Mg-Ca合金的壓縮強度略有降低，復(fù)合材料的壓縮強度為100MPa左右，基本可以滿足植入材料的強度要求。
　　電化學(xué)測試結(jié)果表明，三種不同狀態(tài)的復(fù)合材料在Hank’s溶液中的自腐蝕電位都高于Mg-Ca合金的，說明復(fù)合

4、材料的耐腐蝕傾向優(yōu)于Mg-Ca合金的，并且，經(jīng)表面處理后，Mg-Ca合金和復(fù)合材料的耐腐蝕傾向分別好于未經(jīng)處理和經(jīng)固溶處理的Mg-Ca合金和復(fù)合材料。三種不同狀態(tài)的復(fù)合材料在Hank’s溶液中的體外浸泡試驗結(jié)果表明，Mg-Ca合金基體表面的腐蝕機制為晶間腐蝕；而復(fù)合材料則是由多種腐蝕機制（晶間腐蝕、縫隙腐蝕、點蝕等）決定的，因而其降解速率快。Mg-Ca合金及其復(fù)合材料表面的主要腐蝕產(chǎn)物均為Mg(OH)2、TCP和HA。
　　溶血性

5、測試結(jié)果表明，對于鑄態(tài)(HA+β-TCP)/Mg復(fù)合材料，除 HA含量為20％和50%的以外，其它復(fù)合材料的溶血率都低于5%的溶血安全范圍；經(jīng)固溶處理后，HA含量為10%到40%的復(fù)合材料的溶血率低于5%，符合生物材料的溶血率安全范圍；經(jīng)表面改性后，HA含量為00%、10%、30%和50%的(HA+β-TCP)/Mg-Ca復(fù)合材料的溶血率低于5%，并且相對于鑄態(tài)的和固溶處理后的復(fù)合材料，其溶血率更低；而(20HA+β-TCP)/Mg-C