鎂合金表面藥物釋放功能膜層的制備與性能研究.pdf

1、由于在生物體內(nèi)的可降解性能，鎂合金在可降解生物材料領(lǐng)域受到越來(lái)越多的關(guān)注。其在生理介質(zhì)環(huán)境中降解的主要產(chǎn)物為鎂離子，這是一種人體必需元素，從而保證了良好的生物相容性。和傳統(tǒng)的植入材料對(duì)比，鎂合金植入材料在植入后期無(wú)需手術(shù)取出，這降低了病人身體和經(jīng)濟(jì)上的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也避免了不可降解材料在后期產(chǎn)生的炎癥等問(wèn)題。在力學(xué)性能方面，鎂合金有著出色的密度小、比強(qiáng)度高比剛度高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，優(yōu)良的可加工性能保證了鎂合金作為植入材料該有的力學(xué)支撐性能。和傳

2、統(tǒng)的植入材料相比，鎂合金的力學(xué)強(qiáng)度與自然骨更為接近，從而避免了傳統(tǒng)植入材料帶來(lái)的應(yīng)力屏蔽等負(fù)面影響。但是鎂合金在植入材料的應(yīng)用方向也存在著自身的缺陷-在生理介質(zhì)中的快速腐蝕，在植入材料領(lǐng)域，通常還會(huì)涉及到感染、炎癥以及血栓等問(wèn)題，針對(duì)上述的問(wèn)題，本文在鎂合金表面制備了藥物固載膜層的復(fù)合膜層，旨在解決快速腐蝕、感染、炎癥、血栓等問(wèn)題。
　　（1）在過(guò)去的數(shù)十年里，骨科植入手術(shù)感染的發(fā)病率已經(jīng)變得很低了，但是感染依舊是骨科植入手術(shù)中最

3、嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，這將導(dǎo)致治療周期的延長(zhǎng)。植入材料表面抗生素藥物固載是解決此類(lèi)問(wèn)題的最佳途徑。本章節(jié)中設(shè)計(jì)了一種以AZ31鎂合金為基體，通過(guò)微波水液法制備了羥基磷灰石（HA）為底層，通過(guò)浸泡法固載抗生素硫酸慶大霉素（GS），最后通過(guò)浸漬提拉聚己內(nèi)酯（PCL）制備Mg/HA-GS/PCL復(fù)合材料。微波水液法為GS的附著提供了較大的比表面積，PCL膜層的封閉作用為 GS的緩慢釋放提供了可能性，PCL表面的孔狀結(jié)構(gòu)形成了藥物輸送的通道，控制了

4、GS的釋放。電化學(xué)測(cè)試表明復(fù)合材料具有良好的耐蝕性能，在浸泡試驗(yàn)中控制鎂離子的釋放。
　　（2）植入材料服役的時(shí)候會(huì)涉及到炎癥的問(wèn)題。因此文章設(shè)計(jì)了以鎂合金為基體的藥物固載的復(fù)合材料（Mg/Epoxy resin-ZnO/PCL-Ibuprofen），這種復(fù)合材料可以實(shí)現(xiàn)Mg2+和布洛芬的雙相控制釋放。復(fù)合膜層通過(guò)浸漬提拉法和噴涂法制備。復(fù)合膜層表面主要由纖維結(jié)構(gòu)組成。致密的PE-ZnO膜層，充當(dāng)物理阻攔層，抵制腐蝕介質(zhì)對(duì)鎂合金的

5、腐蝕，提升了復(fù)合材料的耐蝕性能，同時(shí)也控制了鎂離子釋放。藥物浸泡釋放實(shí)驗(yàn)表明復(fù)合膜層能夠提供約22天的藥物釋放性能。在這個(gè)階段可以有效的解決因植入材料服役初期可能引起的炎癥問(wèn)題。同時(shí)，這種方法還可以應(yīng)用到其他金屬植入材料上。
　　（3）生物可降解的藥物洗脫血管支架的發(fā)展，主要是用來(lái)解決惰性金屬材料支架引起的問(wèn)題，主要有慢性炎癥以及血栓形成等風(fēng)險(xiǎn)。鎂合金藥物溶出血管支架的研究就是生物可降解支架的一個(gè)研究方向。然而，鎂合金在生理介質(zhì)中

6、的快速腐蝕抑制了鎂合金的應(yīng)用，另外，用來(lái)徹底解決血管疾病的多功能血管支架也需要更多的研究?；谝陨蠁?wèn)題，本實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)了 Mg/MgO/PLA-FA復(fù)合材料。即在AZ31鎂合金基體上，通過(guò)在 Hank’s溶液中陽(yáng)極氧化制備氧化鎂膜層，之后通過(guò)浸漬提拉法制備聚乳酸-阿魏酸膜層。電化學(xué)和浸泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明密實(shí)的MgO/PLA-FA膜層能夠?yàn)殒V合金提供優(yōu)異的耐蝕性能。藥物浸泡溶出實(shí)驗(yàn)表明復(fù)合膜層能夠提供約50天的藥物釋放功能。釋放的阿魏酸能夠降