医用可降解Zn-3Cu-xMn合金的制备及组织性能研究
2021-11-01王一鸣
湖南工业大学学报 2021年5期
陈 鑫,王一鸣
1 研究背景
为了减轻传统耐腐蚀心血管支架的长期副作用(如慢性炎症和晚期形成血栓),新一代可降解的心血管支架成为材料领域的研究热点之一[1]。凭借材料良好的生物相容性,Mg、Fe 以及Zn 吸引了科研工作者们的广泛关注,并被深入研究[2]。由于Mg 合金的降解速率普遍过快,超出了医用可降解金属支架理想的降解速率,并且Mg 合金在降解过程中会产生氢气;而Fe 合金虽然具有优异的力学性能,但降解速率普遍过慢;而Zn 的标准电极电位介于Fe 与Mg之间,具有更加适宜的降解速率,并且在降解过程中不会产生氢气。因此,继Mg 基和Fe 基合金材料之后,可生物降解的Zn 基合金成为可降解人体植入物领域的一颗新星[3]。
Zn 是人体中基本的营养元素,在体内发挥着许多重要的生物学作用,包括核酸代谢、刺激新骨形成、信号传导、保存骨量、调节凋亡和基因表达等[4-6]。但纯Zn 软而脆,综合力学性能不理想[7]。除此之外,在碱性环境中,Zn 基材料的降解速率较低[8]。因此,开发具有更高力学性能和降解性能的Zn 合金,是其作为可降解心血管支架候选材料的主要挑战之一[9]。目前,在心血管支架领域中,只有少数Zn-Mg 基、Zn-Al 基,以及Zn-Li 基的合金强度达到了可降解心血管支架的强度要求。但是,Mg 的加入会剧烈恶化合金的延展性能[10-14];而Al 被认为具有神经毒性,会增加受用者患阿尔茨海默病的风险[15-16]。Zn-Li 基合金虽然具有优异的综合力学性能,但是Li 的加入对材料生物相容性的景响仍有待于进一步研究[17]。……
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