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块状非晶态Mg-Zn-Ca合金在细胞的反应与腐蚀.doc

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块状非晶态Mg-Zn-Ca合金在细胞的反应与腐蚀.doc

文献翻译块状非晶态Mg-Zn-Ca合金在细胞的反应与腐蚀摘要:通过块状非晶态Mg-Zn-Ca合金(主要有Mg66Zn30Ca4与Mg70Zn25Ca5)的微观组织结构观察、表面性能测试、机械性能检测、腐蚀与生物毒性的测试,研究验证其作为生物植入材料的可行性。研究发现,通过观察微观尺度下均匀分布的蚀孔中的腐蚀产物,Mg66Zn30Ca4合金具有与冷轧纯镁和Mg70Zn25Ca5合金相同的腐蚀形态。其腐蚀产物主要都是与Mg(OH)2和Zn(OH)2,并且腐蚀机理都是一致的。利用L929和MG63细胞株系在合金上进行间接的细胞毒性测试和直接的细胞培植试验,结果显示,Mg-Zn-Ca合金上的细胞存活率较冷轧纯镁上的高,并且发现L929和MG63细胞在Mg66Zn30Ca4表面上有明显的黏附和增生。关键词:镁合金非晶态合金机械性能腐蚀细胞毒性1、引言近年,镁合金作为生物植入材料广受关注[1-5]。引起众多兴趣的原因在于镁合金具有良好的机械力学性能、生物相容性和可降解性[6]。有些研究者将人体必需的元素Zn和Ca加入镁中形成的镁合金应用于镁合金的生物安全性和生物相容性的研究[3-5,7]。例如,张等,研究报道过Mg-Zn合金具有很高的抗拉强度(278.5MPa),并且锌离子的释放不会对人体造成伤害。我们的研究表明Mg-1Ca合金在骨骼的植入部位的腐蚀降解速率为2.28mg/mm2/yr。并且在镁合金还会促进植入部位周围的骨骼组织的生长[5]。然而,在实际应用中,镁合金的腐蚀降解仍面临更多的挑战。第一,原本必需的镁合金固有的机械强度会随着腐蚀降解的进行会降低[7]。张等,曾发表Mg-Zn合金的机械强度在腐蚀的最初阶段下降的速度很快(当合金失重6%时,强度有625MPa降至390MPa)。第二,镁合金经常遭受不同类型的腐蚀。点蚀是镁合金在中性或碱性溶液中腐蚀的典型模式[8],并且腐蚀沿着蚀坑的方向向周围扩展造成镁合金在一定的腐蚀时间过后失效[5,9]。Witte等[2],研究表明LAE442和AZ91D合金植入猪腿骨18周后,其表面会呈现不规则的粗糙表面。我们以前的研究也发现Mg-1Ca合金在骨骼中的腐蚀出现不同的腐蚀产物[5],并且由于点蚀造成的合金表面缺陷也会加快镁合金机械强度的下降。第三,现在常用的镁合金在生物体液环境中的腐蚀降解速度大于骨骼组织的自我恢复速度[5,6,10]

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