| 题名 | 骨组织工程用镁支架材料的研究 |
| 作者 | 耿芳 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-12-03 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 杨柯 |
| 关键词 | 多孔镁 骨组织工程支架 生物降解 表面处理 生物活性 |
| 其他题名 | Study on Magnesium-based Bone Tissue Engineering Scaffold Material |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | 目前常用的骨组织工程支架材料中，陶瓷和高分子等均有力学方面不适配的缺点。随着对骨组织工程支架材料研究的不断深入，开发具有良好力学性能、又可在体内安全降解的新型骨组织工程支架材料具有重要意义。多孔镁基材料由于具有良好的生物学特性、力学相容性以及可降解性，有望作为一种新型骨组织工程支架材料。本论文对多孔镁及AZ31镁合金作为骨组织工程支架材料的可行性进行了全面的研究。 根据骨组织结构的特点，利用金属材料优良的可加工性能，本文采用激光加工技术成功地制备出孔隙均匀排布，孔径尺寸在200–500μm之间，孔隙率在40-52%之间，具有通孔蜂窝网状结构的多孔镁支架。与其它制备开孔多孔镁的方法相比，激光加工法制备出的多孔镁支架强度较高，当AZ31镁合金支架孔隙率在42%时，其压缩强度可达到28.88MPa。利用计算机模拟技术对支架的力学压缩性能分析结果表明，孔壁尺寸是影响多孔镁强度的重要因素。 为了控制镁及镁合金的降解速度并提高其表面生物活性，采用两步低温化学处理的方法成功地在镁及AZ31镁合金表面制备出具有良好生物活性的钙磷可降解陶瓷涂层。首先通过预磷化处理制备出的磷化膜层提高了镁及镁合金的耐蚀性，并为后续的钙磷形核提供了条件。进一步采用正交实验确定钙化处理条件，结果表明，可在形状复杂和多孔的镁及镁合金基体表面获得不同厚度（10-20μm，40-50μm，70-90μm）的钙磷生物活性涂层，以满足不同植入部位的需要，所获得的钙磷涂层进一步提高了镁及镁合金的抗腐蚀性能，并且表面能够诱导类骨磷灰石的形成，表现出了良好的生物活性。 对表面处理前后的镁和AZ31镁合金在三种不同模拟体液（Hank’s、SBF、DMEM）中的降解性能研究结果表明，表面处理前后镁及AZ31镁合金在三种不同模拟体液中的降解行为明显不同，因此不能用某种独立的体外模拟实验来描述其体外降解行为。表面制备的钙磷涂层可使镁及AZ31镁合金在浸泡初期的降解速率降低1-3倍，同时抑制pH值的升高。并且随着镁和涂层的不断降解，新的类骨磷灰石不断形成，表现出良好的生物活性。 通过对表面处理前后的镁及AZ31镁合金的浸提液生物相容性实验，初步确定表面处理后的镁及AZ31镁合金无细胞毒性作用。类成骨细胞与表面处理后的镁基材料复合培养后，细胞在材料表面生长良好，分泌大量细胞外基质，碱性磷酸酶具有正常的分泌活性，表明钙磷涂覆的镁基材料为细胞的生长提供了适合的环境条件，具有作为骨组织工程支架材料的潜力。 多孔镁及AZ31镁合金支架与具有良好生物相容性的PLA高分子、β-TCP陶瓷支架的对比研究结果表明，MG63成骨细胞在镁基支架上与在PLA、β-TCP支架上具有相近的细胞存活率及ALP分泌活性，说明镁基支架材料同样具有良好的生物相容性，适合作为骨组织工程支架材料。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 126 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17127]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 耿芳. 骨组织工程用镁支架材料的研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2008. |
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