生物可降解镁合金的体外腐蚀评价方法

镁及其合金良好的力学性能和生物降解性能克服了传统金属移植材料的缺陷,可避免骨骼修复后二次取出手术。但镁极易腐蚀,使用前准确评价其耐腐蚀性能非常重要。列出了4种体外耐腐蚀性能试验方法,阐述了不同评价方法的主要优点和局限性。

纯镁膜体外腐蚀及体内的生物安全性

背景:镁及其合金具有良好的机械性能、生物相容性及可降解性等,有望在引导骨再生技术中作为引导骨再生膜应用于临床。目的:分析可降解高纯镁膜的体外腐蚀规律及体内生物安全性。方法:将纯镁样品、纯钛样品分别浸泡于人工唾液中,7,14 d后取出样品,观察样品表面腐蚀情况,检测样品失重率、平均腐蚀速率与人工唾液内的pH值。取6只健康杂种犬(由锦州医科大学实验动物中心提供),建立双侧下颌骨缺损模型,左侧植入纯镁膜,右侧植入纯钛膜,术后12周取下颌骨实验区标本,分别进行大体观察、X射线显微镜检测,同时进行主要脏器病理组织学观察。实验方案经锦州医科大学伦理委员会批准。结果与结论:①体外浸泡实验:纯镁样品表面先是出现点腐蚀,随着浸泡时间的延长腐蚀降解越来越严重,浸泡14 d后表现为面腐蚀;纯钛膜无明显腐蚀现象。浸泡纯镁膜溶液的pH值不断升高,在7 d后基本趋于平衡,保持在10左右;纯钛膜pH值相对稳定,且略低于纯镁膜,维持在8.6左右。纯镁膜浸泡14 d的失重率较7 d时增加(P<0.05),平均腐蚀速率较7 d时降低(P<0.05);纯钛膜并无明显降解行为出现,各时间点基本无质量损失。②体内植入实验:纯镁膜组膜材料全部降解,骨小梁排列较紧密,形成立体网状结构,部分骨组织已改建为成熟骨,但仍有骨缺损;纯钛组植骨区新生骨组织充满缺损区,新生骨小梁数量增多,骨小梁较为粗大,排列尚为有序、紧密;纯镁膜组骨缺损区骨体积分数与骨孔隙体积分数均高于纯钛膜组(P<0.05)。实验犬的肝、肾结构均未见异常,未见炎细胞浸润。③结果表明:纯镁膜可促进犬下颌骨骨缺损区的骨愈合,并且生物安全性良好,但其耐腐蚀性有待进一步提高。

羟基磷灰石与氧化锆体积比对钛基复合支架力学性能和腐蚀性能的影响

通过环保、低成本的混合法制备氧化锆(ZrO2)和羟基磷灰石(HA)增强钛基支架材料,该材料具有较低的弹性模量(E)、足够的物理、电化学和生物学性能。研究羟基磷灰石和氧化锆体积分数的变化对支架力学性能、腐蚀性能和抗菌性能的影响。采用扫描电子显微镜结合电子色散光谱和X射线衍射对支架进行表征,通过压缩试验检测材料的力学性能及其详细的断裂机制,用电化学法测试样品在37℃模拟体液中的体外腐蚀敏感性,通过比较大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌面积进行抑菌试验。结果表明,随着HA:ZrO_(2)体积分数比例的增加,支架的力学强度降低,当其比例为6:4时,复合支架的E最低(6.61GPa)。纯钛、HA:ZrO_(2)体积分数比例为3:2和6:4的支架材料,其腐蚀电流密度(J_(corr))分别为21、337和504μA/cm^(2)。体积分数比例为6:4的支架对金黄色葡萄球菌的抑菌能力优于其他支架。