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镁合金和钴铬合金表面涂层的生物功能化研究

杨静馨  
【摘要】:本论文针对新型骨科固定植入物,可降解冠脉血管支架,微小血管吻合器以及新型药物涂层领域的应用,通过表面改性获得具有生物功能化的镁合金/钴铬合金表面涂层。 对于骨固定材料,国际上首次通过在镁合金表面形成钙磷涂层的方法,应用于骨固定材料来改进镁合金的降解速率同时提高表面生物活性。具体采用了仿生溶液沉积和离子束辅助沉积获得性能优异的钙磷涂层,并通过涂层结构来调整降解速率。涂层结合强度高而且表面机械性能增加。动物实验验证了镁合金涂层调节生物降解速率以及生物相容性的特点。镁植入物表面与体液的反应形成含镁的钙磷降解层,也带来了生物活性涂层的快速沉积和镁植入物周围新骨的生成。钙磷涂层镁合金的植入没有引起镁离子的无序增加。因此钙磷涂层镁合金具有优异的生物相容性和骨传导性。结论证实镁合金钙磷涂层的生物功能化将为骨科植入物完成其功能提供适当的降解速率。 设计制备了镁合金冠脉血管支架,首次制备镁合金微小血管吻合器。通过离子束辅助沉积在表面形成碳氮涂层,氧化钛涂层,通过射频等离子体辅助化学气相沉积形成类金刚石涂层。镁合金CN/DLC涂层都显著提高了表面机械性能,改善基底粗糙度提高了润湿性和表面能,降低了降解速率。镁合金TiO2涂层微小血管吻合器易于操作,其完成功能后可自身降解,涂层本身具有一定抗菌性能,这些生物功能性的改善满足与血液接触植入物的要求。 首次通过碱热处理和仿生溶液沉积在钴铬合金表面形成钙磷涂层并固定雷帕霉素,得到一种新的钴铬合金生物功能化的表面涂层达到药物洗脱系统缓释控释的目的。通过酸蚀处理和碱热处理利于获得表面均一,结合牢固且利于钙磷涂层形核生长的表面。通过仿生溶液沉积形成纳米结构钙磷涂层,通过滴注法在钙磷涂层形成过程中固定雷帕霉素。涂层固定雷帕霉素含量及在模拟体液中的释放曲线都满足对于缓释和控释的要求。细胞实验验证了此冠状动脉血管支架药物洗脱系统对血管平滑肌细胞增殖的抑制作用,有助于改善动脉愈合,有效的预防再狭窄发生。


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