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Mg-Ca-Sr合金的腐蚀降解及其降解产物的生物学效应
结题报告
批准号:
31170909
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
郑玉峰
依托单位:
学科分类:
C1002.生物材料与生物效应
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
周灵丽、聂飞龙、李楠、周维瑞、刘湘连、程健
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中文摘要
Sr是人体的微量元素,可促进骨形成,抑制骨吸收。前人工作发现:口服含Sr的药物可治疗骨质疏松,含Sr-HA 骨水泥可促进骨细胞粘附和矿化,有利于骨生长和整合。本课题拟在前期基金项目(30670560)所发展出的Mg-Ca合金(Biomaterials 29 (2008)1329-1344)中添加元素Sr,设计并制备出新型Mg-Ca-Sr 体系可降解金属材料,考察其冷热加工性能和力学性能,研究其在体外和体内多种生理环境下的腐蚀降解行为与相关机制,探明其化学成分、加工状态、腐蚀介质与腐蚀方式之间的关系,揭示Mg、Ca、Sr 离子的溶出规律;通过细胞毒性、细胞粘附、矿化行为研究,探讨Mg-Ca-Sr合金降解产物对细胞活性、细胞在其表面粘附能力和矿化能力的影响规律,通过动物体内植入实验,考察Mg、Ca、Sr 离子共同释放对于周围骨组织生长和吸收的影响规律,揭示引发其产生生物学效应的内在机理。
英文摘要
镁及其合金具有金属材料的强度以及体内可降解性,是一种比较理想的短期植入材料,目前越来越受到研究者关注。申请人前期发展出了适合骨环境应用的可降解Mg-Ca二元合金,其中Mg-1Ca具有临床应用的潜质,但是其在三个月内就完全降解,其耐蚀性能需要提高。Sr是人体必需的金属微量元素,大部分都存在于骨和牙齿。从材料学角度来看,Sr也是镁合金的重要合金元素。Sr的添加能够细化晶粒,同时也能提高合金的耐蚀性能。因此本项目设计制备了Mg-Ca-Sr系列镁合金。研究其显微结构、力学性能、腐蚀降解性能以及生物相容性能。研究表明,Sr的加入能够细化合金晶粒,改善合金的抗蚀能力,而Mg-1Ca-1Sr合金具有良好的抗蚀能力、力学性能、生物相容性能和成骨活性。我们还设计制备了Mg-Sr以及Mg-Ca-Sr-Zn系列合金。在二元合金中,合金的力学性能和抗蚀能力随着Sr含量的增加先增加而后降低,Mg-2Sr合金最有最好的抗蚀能力、力学性能和生物相容性能。但是其在动物体内四周内大部分降解,其抗蚀性能需进一步提高。对于Mg-Ca-Sr-Zn四元合金,Sr、Zn的加入对合金的显微结构、力学性能、腐蚀降解性能影响较为复杂。综合来说Mg-1Ca-(0.2,0.5,1)-2Zn以及Mg-1Ca-2Sr-4Zn合金具有较好的力学性能、抗蚀性能以及体外生物相容性和成骨活性。在体内试验中,Mg-1Ca-(0.2,0.5)Sr-2Zn合金在三个月内完全降解Mg-1Ca-1Sr-2Zn以及Mg-1Ca-2Sr-4Zn合金在植入三个月后在体内仍有残留,表明其具有较好的抗蚀能力,显示具备作为可降解植入材料的潜力。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2012
期刊:中国医疗器械信息
影响因子:--
作者:周维瑞;郑玉峰
通讯作者:郑玉峰
DOI:10.1002/jbm.b.32713
发表时间:2012-07
期刊:Journal of biomedical materials research. Part B, Applied biomaterials
影响因子:--
作者:F. Nie;Y. Zheng
通讯作者:F. Nie;Y. Zheng
Design and characterizations of novel biodegradable ternary Zn-based alloys with IIA nutrient alloying elements Mg, Ca and Sr
具有 IIA 营养合金元素 Mg、Ca 和 Sr 的新型可生物降解三元锌基合金的设计和表征
DOI:10.1016/j.matdes.2015.05.089
发表时间:2015-10-15
期刊:MATERIALS & DESIGN
影响因子:8.4
作者:Li, Huafang;Yang, Hongtao;Wang, Xiang
通讯作者:Wang, Xiang
DOI:--
发表时间:2012
期刊:Corrosion Engineering, Science and Technology
影响因子:--
作者:Guo, C.;Wu, Y. H.;Zheng, Y. F.;Ruan, L. Q.;
通讯作者:
DOI:10.1002/jbm.a.34472
发表时间:2013-06-01
期刊:JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH PART A
影响因子:4.9
作者:Nie, F. L.;Zheng, Y. F.;Valiev, R. Z.
通讯作者:Valiev, R. Z.
纳米晶可降解锌合金的设计制备及抗菌抗肿瘤机制
  • 批准号:
    U22A20121
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    255.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    郑玉峰
  • 依托单位:
剧烈塑性变形法制备纳米晶锌锂系可降解合金的显微组织、力学与生物学性能研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    15万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    郑玉峰
  • 依托单位:
Mg-RE(Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)二元合金的体内外生物相容性对比研究
  • 批准号:
    51871004
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    郑玉峰
  • 依托单位:
可降解镁合金的关键基础科学问题
  • 批准号:
    51431002
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    355.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    郑玉峰
  • 依托单位:
具有抑菌功能的TiNiAg形状记忆合金研究
  • 批准号:
    51041004
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    郑玉峰
  • 依托单位:
钛基大块非晶合金作为生物材料的探索性研究
  • 批准号:
    30770580
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    郑玉峰
  • 依托单位:
Mg-Ca合金的腐蚀降解及其生物医用可能性研究
  • 批准号:
    30670560
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    26.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    郑玉峰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金