生物材料
生物材料的研究和应用
生物材料的研究和应用近年来，随着医疗技术的不断发展和生物材料的不断研究，生物材料在医疗、食品、环境等方面的应用越来越广泛。
生物材料，顾名思义，是指来源于生物的原料，包括天然和人工制备的材料。
生物材料与传统材料相比具有许多独特的性质和特点，这也使得它在各个领域的应用前景更加广阔。
生物材料的种类生物材料可以分为天然和人工两种。
天然生物材料包括骨骼、骨骼组织、动物组织等。
人工生物材料则分为分子材料和宏观材料两种。
分子材料包括蛋白质、核酸、多糖等，宏观材料包括金属、合金、陶瓷、高分子等。
根据生物材料的来源和特点，其应用范围也不同。
生物材料的研究现状目前，生物材料的研究涉及到多个方面，例如功能性材料、结构材料、纳米材料等。
在功能性材料方面，研究人员探索了生物材料在生物体内的作用，尤其是在血液循环和组织修复方面的应用。
结构材料方面，研究人员致力于研究各种生物材料的组织结构和力学性质，以进一步探索材料的应用前景。
在纳米材料方面，研究人员尝试使用纳米技术来改变生物材料的性质，使之更适合具体的应用场景。
生物材料的应用生物材料在医疗领域中的应用可谓是最丰富的，例如人工关节、人工骨骼、生物质表面涂层等。
另外，生物材料还被广泛地应用于食品和环境领域。
在食品领域，生物材料主要用于包装和保鲜，例如将生物材料纤维制成的薄膜用于保鲜和防腐。
在环境领域，生物材料可以用于处理废水和污泥等。
尽管生物材料在不同领域的应用均具备一定的优点，但是它的应用还面临着不少问题。
如何改善生物材料的耐久性、提高其生物相容性等都是亟待研究解决的问题。
另外，随着科技的发展，生物材料的研究与应用也必将不断地推陈出新，带给我们更大的惊喜和帮助。
总之，生物材料的研究和应用在现代科技中具有不可替代的地位。
尽管目前还有不少问题需要解决，但是这并不妨碍我们对它的广泛应用前景充满兴趣和期望。
生物材料有哪些
生物材料有哪些
生物材料是指来源于生物体的材料，具有生物相容性和生物活性的特点。
常见
的生物材料包括生物陶瓷、生物玻璃、生物金属、生物高分子材料等。
这些生物材料在医学领域、生物工程领域以及环境保护领域都有着重要的应用价值。
首先，生物陶瓷是一种具有优良生物相容性的材料，常用于人工关节、牙科修
复以及骨科修复等领域。
生物陶瓷具有高强度、耐磨损、抗腐蚀等特点，能够有效模拟人体组织的结构和功能，因此在医学领域有着广泛的应用。
其次，生物玻璃是一种具有生物活性的材料，能够与组织快速结合并促进愈合。
生物玻璃常用于骨科修复、牙科修复以及软组织修复等领域。
生物玻璃具有良好的生物相容性和生物降解性，能够有效减少植入物的排异反应和感染风险。
另外，生物金属是一种具有良好机械性能和生物相容性的材料，常用于人工关节、心脏支架以及牙科种植等领域。
生物金属具有良好的耐腐蚀性和耐磨损性，能够有效减少植入物的损耗和排异反应。
最后，生物高分子材料是一种具有生物活性和生物可降解性的材料，常用于组
织工程、药物传递以及生物传感等领域。
生物高分子材料具有良好的生物相容性和生物可降解性，能够有效模拟人体组织的结构和功能，因此在生物医学领域有着广泛的应用前景。
综上所述，生物材料在医学领域、生物工程领域以及环境保护领域都有着重要
的应用价值。
随着科学技术的不断发展，生物材料的研究和应用将会更加广泛，为人类健康和生活质量的提升提供重要支持。
生物材料-1-概述
（Biomaterials）
概述
生物材料主要是由医学需要而发展 起来的，所以又称生物医学材料。
生物材料是用于人体组织和器官， 起替代、增强、修复等治疗作用的 材料。生物材料的发展历史悠久， 尤其从20世纪80年代以来获得了高 速发展。生物材料的研究涉及到整个材料学科以及生 物化学、医学、药学等，是多学科交叉的边缘学科。
12 month explant - Passivated
镍 钛 形 状 记 忆 合 金 9 month explant - Non-Passivated
⑶ 具有必要的强度、耐磨性和耐疲劳性能。如髋关节 在静止状态承受体重的二分之一，水平步行时承受的 重量为静止时的3.3倍，而跑步时则为4倍以上。此外, 每步行一公里大约活动1000次，按照一般的生活情况, 每年大约承受1×106 ~ 3×106次重复负荷的作用。
1970~1998美国膝髋关节的植入数量 （增长速度约为10%） 膝关节
髋关节
生物材料品种很多，有不同的分类方法。通常是按材
料属性分为高分子材料、金属材料、陶瓷材料、复合
材料。根据材料的用途，这些材料又可以分为生物惰
性(bioinert)、生物活性(bioactive)或生物降解(biode-
gradable)材料。
这些材料通过长期 植入、短期植入、
表面修复分别用于
硬组织和软组织修 复与替换.
用于替换连接的材料
铝夹板
不锈钢用于植入材料
Co基CrMo合金用于植入材料
不锈钢+聚四氟乙烯髋骨
陶瓷-陶瓷髋骨替代材料 骨水泥应用
羟基磷灰石涂覆产品应用 可完全吸收和注入的骨移植材料
随着新材料、新技术、新应用的不断涌现，生物医用 材料吸引了许多科学家投入这一领域的研究，成为材 料学研究最活跃的领域之一。
什么是生物材料
什么是生物材料
生物材料是指从生物体内提取或合成的具有特定功能的材料，它们可以用于医疗、生物工程、环境保护等领域。
生物材料具有许多优良的特性，如生物相容性好、可降解、具有特定的生物功能等，因此在现代科技发展中发挥着越来越重要的作用。
生物材料的种类非常丰富，常见的有生物陶瓷、生物玻璃、生物金属、生物聚
合物等。
生物陶瓷具有高强度、硬度大、抗腐蚀性好等特点，常用于骨科修复。
生物玻璃具有优良的生物相容性，可用于人工关节、牙科修复等领域。
生物金属如钛合金具有轻、强、耐腐蚀等特点，被广泛应用于人体植入物制造。
生物聚合物具有可降解、生物相容性好等特点，可用于缝合线、修复材料等。
生物材料的应用领域非常广泛，其中医疗领域是应用最为广泛的领域之一。
生
物材料可以用于人体植入物、医药缓释系统、医疗诊断等方面。
比如，可降解的生物材料可以用于修复骨折，随着时间的推移逐渐降解，不需要二次手术取出。
生物材料还可以用于制造人工心脏瓣膜、人工关节等医疗器械，帮助患者重获健康。
除了医疗领域，生物材料还在生物工程、环境保护等领域发挥着重要作用。
生
物材料可以用于细胞培养基质、组织工程支架、生物传感器等生物工程领域，有助于促进组织再生和生物医学研究。
在环境保护方面，生物材料可以用于废水处理、土壤修复等领域，发挥着净化环境、保护生态的作用。
总的来说，生物材料是一种具有广阔应用前景的材料，它在医疗、生物工程、
环境保护等领域发挥着重要作用。
随着科技的不断发展，相信生物材料一定会有更加广泛的应用，为人类的健康和生活质量带来更多的改善。
什么是生物材料
什么是生物材料生物材料是指由生物体产生的具有特定功能的物质，可以广泛应用于医疗、工程、环境等领域。
生物材料具有生物相容性、可吸收性、生物活性和细胞相容性等特点，因此被广泛应用于人类健康和生活质量的改善。
生物材料分为天然生物材料和人工生物材料两类。
天然生物材料包括骨骼、软骨、牙齿、光滑肌、肝脏等，可以直接从生物体中提取或制备。
人工生物材料则是通过合成、改性和组装等方法制备的，如聚合物、金属、陶瓷等。
这些材料可以用于替代、修复或改善人体的组织或器官功能。
医疗领域是生物材料应用最广泛的领域之一。
举例来说，生物材料可以被用作人工关节、人工骨骼和牙齿等的替代材料。
人工关节可以帮助患者恢复关节功能，减轻疼痛。
另外，生物材料也可以用于修复受损的组织，如软骨和皮肤。
通过植入生物材料，患者的受伤组织可以得到准确修复，加速康复。
除了医疗领域外，生物材料在工程领域也有重要的应用。
生物材料可以被用于制造高性能的材料，如航空航天、船舶和汽车等工业产品。
聚合物材料具有轻量、高强度和耐腐蚀等特点，因此被广泛应用于航空航天领域。
此外，生物材料还可以用于环境治理，如用于净化废水和净化大气等。
生物材料的研发是一个跨学科的领域，融合了生物学、化学、材料科学、医学等多个学科的知识。
生物材料的设计需要考虑材料的生物相容性、机械性能和可持续性等因素，以满足特定应用的需求。
此外，生物材料的安全性和可持续性也是研发过程中需要考虑的重要因素。
总之，生物材料是一类具有特定功能的材料，可以用于医疗、工程和环境等领域。
在不断的技术创新和研发中，生物材料将会为人类的健康、生活和环境带来更多的福祉。
什么是生物材料
什么是生物材料生物材料是一种能够用于医疗、生物工程和环境保护等领域的材料。
它们可以是天然的或者人工合成的，能够与生物体相互作用，并且具有特定的生物学功能。
生物材料的研究和应用已经成为了当今生物医学工程领域的一个热点，对于推动医学和生物技术的发展起到了重要作用。
生物材料可以分为多种类型，包括生物陶瓷、生物聚合物、生物玻璃、生物金属等。
它们可以被用于制备生物植入物、医疗器械、药物传递系统、组织工程支架等。
生物材料的选择取决于其生物相容性、力学性能、生物降解性等特性。
在医疗领域，生物材料的应用可以帮助修复受损组织、替代器官、治疗疾病，提高医疗效果和患者的生活质量。
生物材料的研究和开发需要跨学科的合作，涉及材料科学、生物学、医学、工程学等多个领域。
科学家们通过对生物材料的表面改性、生物相容性、生物降解性等方面的研究，不断改进材料的性能，以满足不同应用领域的需求。
在生物材料的应用中，需要考虑其在人体内的生物相容性和生物安全性。
一些生物材料可能会引起免疫反应、毒性反应或者感染，因此在设计和选择材料时需要进行严格的评估和测试。
此外，生物材料的生物降解性也是一个重要的考量因素，它决定了材料在人体内的逐渐降解和吸收过程，对于植入物和医疗器械的长期效果和安全性具有重要影响。
随着生物医学工程的发展，生物材料的研究和应用将会继续深入。
未来，科学家们将会进一步开发具有更好性能和更广应用领域的生物材料，为医学和生物技术的发展做出更大的贡献。
总的来说，生物材料是一种具有特定生物学功能的材料，其研究和应用对于医学和生物技术的发展具有重要意义。
通过不断的研究和创新，生物材料将会为人类的健康和生活质量带来更多的益处。
生物材料检验按种类整理
生物材料检验按种类整理
生物材料是指从生物体内提取或制造的用于医学和科学研究的物质。
检验生物材料的种类繁多，包括但不限于以下几种：
1. 血液样本检验
- 血常规检验：用于评估血液中的红细胞、白细胞和血小板数量。
- 生化指标检验：检测血液中的葡萄糖、胆固醇、肝功能、肾功能等生化指标。
- 血型鉴定：确定个体的血型，包括ABO血型和Rh因子。
- 凝血功能检验：评估血液的凝血功能，如凝血酶原时间、部分凝血活酶时间等指标。
2. 尿液样本检验
- 尿常规检验：评估尿液的颜色、透明度、pH值等常规指标。
- 尿液沉渣检查：观察尿液沉渣中有无红细胞、白细胞、脓细胞等异常细胞。
- 尿液生化检验：检测尿液中的葡萄糖、蛋白质、肾功能等生化指标。
3. 组织和细胞样本检验
- 组织活检：通过取得组织样本进行病理学检查，评估组织结构和病理变化。
- 细胞学检查：检查细胞样本，如血液中的白细胞、脏器组织中的细胞等，评估细胞形态和功能。
4. 体液样本检验
- 脑脊液检查：通过腰椎穿刺获取脑脊液样本，评估脑脊液中的细胞、蛋白质、糖等指标。
- 胸腹水检查：评估胸腹水中的细胞、蛋白质、乳酸脱氢酶等指标。
5. 遗传学检验
- 基因检测：通过检测DNA中的基因序列，评估个体的遗传信息和可能的疾病风险。
- 染色体核型分析：评估个体染色体的形态和数量，发现染色体异常。
以上仅为部分生物材料的检验种类，不同的研究和诊断目的可能需要不同的检验方法和指标。
在进行生物材料检验时，务必遵守相关法律法规，并确保检验过程的准确性和可靠性。
生物材料知识点(全)(1)
生物材料知识点（全）(1)生物材料知识点（仅供参考）第一章、绪论1. 生物材料、生物材料检验、生物监测、正常值、生物接触限值的定义；生物材料(biological material)是生物体的体液(血液)、排泄物(尿液、呼出气)、毛发和试验动物脏器组织的总称。
生物材料检验(analysis of biological material)是研究生物材料中化学物质或其代谢产物或由化学物质引起机体产生的生物学效应指标变化的分析测定方法。
生物监测是指定期(有计划)地检测人体生物材料中化学物质或其代谢产物的含量或由它们所导致的无害生物效应水平，以评价人体接触化学物质的程度及对健康的影响。
生物监测评价的是毒物的内剂量水平。
环境监测强调空气、水等生产环境中毒物的含量水平，估计毒物进入体内的接触水平，评价的是毒物的外剂量水平。
环境监测和生物监测的结果应该是相关的。
两者相辅相成，共同提供评价职业有害因素对人体危害的基础资料。
正常值(normal reference range)是指正常人(无明显肝、肾及血液系统疾病，无职业有害因素接触史)的生物样品中某种成分的含量或生化指标值。
常通过对某地区的正常人抽样调查所得结果进行统计分析，取95%上限值( 职业接触只引起升高的时候)或97.5%和2.5%上下限之间值(过高或过低均有一定的危害的时候)。
（本底值）生物接触限值(biological e_posure limit, BEL)是为保护作业人员健康，对生物材料(尿、血、呼出气)中污染物或其代谢产物所规定的最高容许浓度，或某些生物效应指标改变所容许的范围。
其值相当于健康工人吸入或接触最高容许浓度的毒物时，生物材料中被测物的含量水平。
2. 生物材料检验指标的选择原则：特异性好；具有良好的剂量-效应关系；稳定性好；有准确可靠的检测方法 3. 生物材料检验指标的分类生物材料检验指标主要有以下三个方面：(1) 生物材料中化学物质原形的检验： (2) 生物材料中化学物质代谢产物的检验： (3) 生物效应指标的检验： 4.生物样品的选择原则(1)选用的生物材料中被测物的浓度与环境接触水平或与健康效应有剂量相关关系； (2)样品和待测成分(指标)足够稳定以便于运输和保存； (3)采集生物样品对人体无损害，能为受检者所接受。
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分类号密级UDC学 位 论 文HA涂层Mg-4.0Zn-0.5Sr及Mg-4.0Zn-1.5Sr二种生物材料的制备及其生物相容性的研究作者姓名：张 薇指导教师：崔 彤 副教授东北大学材料与冶金学院申请学位级别：硕 士 学科类别：工 学学科专业名称：材料学论文提交日期：2011年6月论文答辩日期：2011年6月27日学位授予日期：2011年6月答辩委员会主席：评阅人：东北大学2011年6月A Dissertation in Materials SciencePreparation of Bio-materials of Mg-4.0Zn-0.5Sr and Mg-4.0Zn-1.5Sr Alloys with HA-coated and the Studies on its Degradation Performance andBiocompatibilityBy ZhangWeiSupervisor: Associate Professor CuiTongNortheastern UniversityJune 2011独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。
论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。
学位论文作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。
本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。
作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年 □ 一年□ 一年半□ 两年□学位论文作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：HA涂层Mg-4.0Zn-0.5Sr及Mg-4.0Zn-1.5Sr二种生物材料的制备及其生物相容性的研究摘要近几十年来，生物医用金属材料在不断的发展与创新，多种新型材料被开发成功。
镁合金做为生物医用植入材料有很多优于其他材料的性能。
镁的密度、弹性模量等物理性能与人体骨组织接近，镁离子是人体所必须的微量元素之一。
羟基磷灰石(HA)是骨骼、牙本质和牙釉质等硬组织的主要成分。
把这两者结合到一起，即在镁合金表面涂覆HA 涂层，既使得金属材料保持了良好的力学性能，又具备了优良的生物相容性。
本课题根据生物相容性、力学相容性和可降解性能的要求自行优化设计了Mg-4.0Zn-0.5Sr及Mg-4.0Zn-1.5Sr二种合金，研究它们的降解性能。
同时以Mg-4.0Zn-0.5Sr及Mg-4.0Zn-1.5Sr二种合金板材为基体，在其表面制备HA涂层。
并对该材料的降解性能与生物相容性进行了研究。
获得的实验结果如下：(1)自行设计了Mg-4.0Zn-0.5Sr及Mg-4.0Zn-1.5Sr二种合金，对镁合金锭坯进行均匀化退火后，道次间退火温度在300℃~400℃之间，同时道次压下量控制在10%~20%的轧制工艺条件下，进行高温到低温分阶段的轧制，轧制出了表面质量良好的1mm厚板材。
并进行了175℃、8h的人工时效处理，其力学性能优良，抗拉强度达245MPa，同时硬度值达HV76.9，最大延伸率达到12.7%。
(2)Mg-4.0Zn-0.5Sr、Mg-4.0Zn-1.5Sr合金板材做耐腐蚀性的对比实验，在SBF溶液降解实验中，它们的平均腐蚀速率分别为0.5527g/(m2·h)、0.6358g/(m2·h)；它们的耐腐蚀能力大小是Mg-4.0Zn-0.5Sr>Mg-4.0Zn-1.5Sr。
(3)以Mg-Zn-Sr合金板材为基体，利用前碱热处理+电沉积+后碱热处理方法在板材基体表面制备出了HA涂层，厚度约为44.45μm。
在电沉积温度50℃，精确控制电压在3V时，得到涂层表面平整、致密，HA颗粒细小。
(4)经HA涂层后，Mg-4.0Zn-0.5Sr及Mg-4.0Zn-1.5Sr合金板材SBF溶液中的其自腐蚀电位明显正移，自腐蚀电位正移50~200mV，其在SBF溶液中腐蚀速率均低于未涂层合金，耐腐蚀性能得到提高。
(5)经碱活化镁合金板材表面后，经过CaCl2溶液和K2HPO4溶液的预钙化，并将预处理过的试样在SBF溶液中浸泡，促进了羟基磷灰石在镁合金表面的形核，按此工艺能够在镁合金板材表面快速诱导出HA涂层的生成。
(6)Mg-4.0Zn-0.5Sr及HA涂层Mg-4.0Zn-0.5Sr合金的溶血率值为4.83%和3.57%，Mg-4.0Zn-1.5Sr及HA涂层Mg-4.0Zn-1.5Sr合金的溶血率值为4.63%和3.43%，均低于5.0%，具有良好的抗溶血性能。
且HA涂层后其抗溶血性能提高，更适宜在人体中应用。
同时浸提液的[Mg2+]浓度较低，说明HA涂层可降低初始[Mg2+]浓度，避免了局部[Mg2+]浓度的偏高而引起不良反应的现象。
(7)通过细胞形态分析Mg-4.0Zn-0.5Sr及Mg-4.0Zn-1.5Sr合金以及经涂层后材料3ds 细胞毒性的级别均为1级轻微细胞毒性。
通过MTT检测结果分析，四种材料的细胞增殖度RGR%均在90~100%之间，亦说明其均为1级轻微细胞毒性。
Mg-4.0Zn-0.5Sr合金涂层后其细胞的毒性略有降低。
关键词：Mg-Zn-Sr合金，HA涂层，降解，生物相容性Preparation of Bio-materials of Mg-4.0Zn-0.5Sr andMg-4.0Zn-1.5Sr Alloys with HA-coated and the Studies on its Degradation Performance and BiocompatibilityAbstractIn recent decades, biomedical metallic material is in the continuous development and innovation, and many new materials are developed successfully. Because there are many advantages as biomedical implant materials, the study on magnesium alloys as one of attracted material become imperative. It is well known that the density and the elastic modulus of magnesium physical properties are very close to human bone tissue, as well as the magnesium ion is one of necessary trace elements of human body. Hydroxyapatite (HA) is the main ingredients of bone, tooth dentin and enamel etc. hard tissue essence. If HA is coated on the magnesium alloy surface, the composite material not keeps good mechanical properties but has excellent biocompatibility. Depended on biocompatibility, biomechanical compatibility and degradability, Mg-4.0Zn-0.5Sr and Mg-4.0Zn-1.5Sr alloy sheet were self-designed to study their degradability. After the HA coated on the Mg-4.0Zn-0.5r and Mg-4.0Zn-0.5r alloy sheet surface was prepared. The degradability and biocompatibility of the material were analyzed. Main results were as follows:(1)Optimal designed Mg-4.0Zn-0.5Sr and Mg-4.0Zn-1.5Sr alloys ingot was prepared to℃℃1mm thickness sheet through hot rolling between the anneal temperature of 300~400 from high temperature to low temperature after homogenizing. The reduction in very pass was controlled in 10~20%. It had good mechanical properties after reasonable aging treatment, whose tensile strength can reach to 245MPa, hardness can reach to HV76.9 and maximum value of elongation rate can reach to 12.7%.(2)The compared tests of corrosion resistance capability of Mg-4.0Zn-0.5Sr and Mg-4.0Zn-1.5Sr alloy sheet were carried out. In the SBF solution immersion test, their average corrosion rates were 0.5527g/(m2·h) and 0.6358g/(m2·h)respectively. The corrosion resistance capability Mg-4.0Zn-0.5Sr alloy was better than Mg-4.0Zn-1.5Sr alloy.(3)The Mg-4.0Zn-0.5Sr and Mg-4.0Zn-1.5Sr alloy sheet were used for the matrix by pre-alkali heat treatment, electro-deposition and latter alkali heat treatment process, and then℃ the voltage was the HA coating with the thickness about 44.45μm was prepared. In 50,accurately controlled within 3V, then the coated surface with smooth and dense is obtained.(4)The initial free corrosion potential of HA coating Mg-4.0Zn-0.5Sr and Mg-4.0Zn-1.5Sr alloy sheet shifted positively by200mV through electrochemical curve. And in the SBF solution immersion test, the initial corrosion rate was lower than the uncoated alloy sheet. It proved the initial corrosion resistance is improved.(5)HA coating was biomimetic deposited by activating the magnesium with dilute alkali solution firstly, then pretreated with the CaCl2 solution and K2HPO4 solution, and immersed in simulated body solution (SBF).Through the method hydroxyapatite can be rapidly induced nucleation in the magnesium alloy surface.(6)It took hemolysis rate test to study biocompatibility of Mg-4.0Zn-0.5Sr alloy sheet and Mg-4.0Zn-1.5Sr alloy sheet with HA coated. The hemolysis ratios of Mg-4.0Zn-0.5Sr and HA coating alloy sheet were 4.83% and 3.57% respectively, and the hemolysis ratios Mg-4.0Zn-1.5Sr and HA coating alloy sheet were 4.63% and 3.43% respectively. The hemolysis ratios were all lower than 5.0%, which has a higher anti-hemolysis ability. Then hemolysis ratios of the HA coated alloys were increased through HA coating, which satisfied the requirement of bio-materials.(7)In 3ds cytotoxicity test indicated that the cell toxicity of Mg-4.0Zn-0.5Sr, Mg-4.0Zn-1.5Sr and the HA coated alloy sheet were approximately at level one. The values of RGR of four materials were among 90 to 100 by means of MTT metabolism, which also prove all of the materials were approximately at level one. The cytotoxicity of Mg-4.0Zn-0.5Sr alloy with coating is decreases slightly.Key words: Mg-Zn-Sr alloy, HA coated, degradation, biocompatibility目录独创性声明 (I)摘要 (II)Abstract (IV)第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 镁合金生物材料的优势 (2)1.2.1可降解性 (2)1.2.2力学相容性 (2)1.2.3生物相容性和安全性 (3)1.2.4价格低廉 (3)1.3 镁合金生物医用材料存在的问题 (3)1.4 镁合金的应用前景 (4)1.5镁合金生物材料表面改性 (5)1.5.1镁合金生物材料表面改性概述 (5)1.5.2镁合金生物材料表面改性 (5)1.6本课题合金成分选择 (6)1.6.1锌元素的作用 (6)1.6.2 锶元素的作用 (6)1.7 本课题的研究意义、目的及内容 (7)1.7.1 研究意义 (7)1.7.2 研究目的 (8)1.7.3 研究内容 (8)第2章 Mg-Zn-Sr生物医用材料制备与分析 (9)2.1 实验材料 (9)2.2 实验设备 (10)2.2.1 熔炼设备 (10)2.2.2. 热处理加热设备 (10)2.2.3 轧制设备 (10)2.2.4检测设备 (11)2.3 Mg-Zn-Sr合金生物医用材料制备与热处理 (11)2.3.1镁合金铸锭熔炼浇注 (11)2.3.2 镁合金铸锭的均匀化退火 (12)2.3.3 镁合金生物医用材料的轧制 (12)2.3.4镁合金板材的时效处理 (13)2.4 试样制备 (14)2.5 Mg-Zn-Sr合金生物医用材料的分析 (14)2.5.1铸态组织分析 (14)2.5.2 均匀化退火处理对Mg-4.0Sr-0.5Sr合金组织和性能的影响 (17)2.5.3 时效处理对Mg-Zn-Sr合金板材组织性能的影响 (20)2.6 本章小结 (21)第3章 Mg-Zn-Sr合金在SBF溶液中的降解行为 (23)3.1 实验材料与SBF溶液配制 (23)3.1.1实验材料 (23)3.1.2 主要化学试剂 (23)3.1.3 SBF溶液配制 (23)3.1.4 SBF溶液浸泡实验 (25)3.2 Mg-4.0Zn-0.5Sr腐蚀后组织观察与分析 (25)3.2.1 Mg-4.0Zn-0.5Sr合金腐蚀产物形貌 (25)3.2.2 Mg-4.0Zn-0.5Sr合金腐蚀形貌 (26)3.2.3点蚀机理 (27)3.3 Mg-Zn-Sr生物医用材料腐蚀速率测定 (28)3.3.1失重法测量腐蚀速率 (28)3.3.2 电化学方法测腐蚀速率 (30)3.3.3 镁合金的腐蚀机理分析 (32)3.4 本章小结 (34)第4章Mg-Zn-Sr合金电化学沉积HA涂层及其降解行为研究 (35)4.1实验 (35)4.1.1 实验材料及设备 (35)4.1.2 样品的表面活化 (35)4.1.3 涂层的沉积 (35)4.1.4 后处理 (36)4.2 涂层组分和结构 (36)4.2.1 电化学沉积后涂层分析 (36)4.2.2 后碱热处理涂层分析 (38)4.3电沉积工艺参数对HA涂层形貌与产物的影响 (39)4.3.1 电沉积温度对HA涂层形貌与产物的影响 (39)4.3.2 电沉积电压对HA涂层形貌与产物的影响 (40)4.3.3 沉积时间对沉积量的影响 (42)4.4 电沉积涂层的厚度 (43)4.5电化学沉积羟基磷灰石涂层的原理分析 (44)4.6 HA涂层Mg-Zn-Sr合金板材在SBF溶液中的降解行为 (45)4.6.1 HA涂层Mg-4.0Zn-0.5Sr合金板材腐蚀3ds后的形貌与产物 (45)4.6.2 HA涂层Mg-4.0Zn-0. 5Sr合金板材腐蚀7ds后的形貌与产物 (46)4.6.3 HA涂层Mg-4.0Zn-0.5Sr合金板材腐蚀15ds后的形貌与产物 (47)4.6.4 HA涂层Mg-Zn-Sr合金板材的腐蚀速率变化 (48)4.6.5 HA涂层Mg-Zn-Sr合金板材的腐蚀电流变化 (49)4.7 本章小结 (50)第5章Mg-Zn-Sr合金仿生法制备HA涂层及其降解行为研究 (51)5.1 前言 (51)5.2 实验材料和方法 (51)5.2.1 镁合金基体的前处理 (51)5.2.2 样品的表面活化 (51)5.2.3 预钙化处理 (52)5.2.4 涂层的沉积 (52)5.2.5 涂层的测试与表征 (52)5.3 涂层分析 (52)5.3.1 SEM形貌分析 (52)5.3.2 涂层厚度测量 (54)5.3.3 XRD物相分析 (55)5.3.4 SBF溶液pH值的变化 (55)5.3.5 HA涂层Mg-Zn-Sr合金板材的腐蚀电流变化 (56)5.4 仿生法制备涂层生长机理探讨 (57)5.5 本章小结 (58)第6章 HA涂层镁合金生物医用材料体外生物相容性研究 (59)6.1 概述 (59)6.2 溶血实验 (60)6.2.1 溶血率 (60)6.2.2 实验材料 (60)6.2.3 溶血率测试方法 (60)6.3 细胞毒性实验 (61)6.3.1 细胞活力检测 (61)6.3.2 细胞培养 (62)6.3.3 细胞观察及MTT测定 (62)6.4 Mg-Zn-Sr及HA涂层Mg-Zn-Sr合金的细胞毒性 (63)6.5 本章小结 (68)第7章结论 (69)参考文献 (70)致谢 (76)第1章绪论1.1概述随着科学技术的不断发展及防治疾病的需要，在材料学、材料化学、材料物理和医学、药学等学科之间形成了一门新兴的学科—生物医用材料[1]。