| 题名 | 铁基可降解心血管支架材料研究 |
| 作者 | 徐文利 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2011 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 杨柯 |
| 关键词 | 铁基材料 心血管支架 生物降解 Fe-Mn合金 生物相容性 iron based material coronary stent biodegradation Fe-Mn alloy biocompatibility |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | "作为新型的可降解心血管支架材料，铁基材料以其优异的力学性能、良好的生物相容性使其具有独特的潜在优势。已有研究结果证明，纯铁作为心血管支架材料安全可靠，但是面临降解速度过低和由于其存在磁性而影响核磁共振成像等问题。本文首先研究了纯铁在模拟体液中的降解行为和体外生物相容性。为进一步提高纯铁的降解速度，本文制备了Fe-30Mn合金、Fe-30Mn-1C合金和Fe-30Mn-0.05S合金，研究了其力学性能、磁性、降解性能，并对其体外生物相容性进行了初步的研究。得到如下主要研究成果： 电化学测试结果表明，纯铁在Hank’s溶液中的阳极极化曲线的塔菲尔斜率为23.71mV，阳极极化曲线上无钝化平台。说明纯铁在Hank’s溶液中的阳极过程容易进行，无保护性的钝化膜形成。阴极极化曲线表明，阴极过程为氧的还原过程，由于受氧的扩散速度控制，阴极过程存在20μA/cm2的极限扩散电流密度。阴极极化曲线同时表明，析氢过程为极化活化控制，而且存在较大过电位。因此，纯铁的降解受氧还原过程控制，由于氧还原过程存在极限扩散电流密度，所能提供的最大降解速度为0.24mm/year。所以向铁中加入具有较低平衡电位或者低析氢过电位的元素可能会提高其降解速度。在Hank’s溶液中的浸泡实验表明，由于磷酸盐的析出，纯铁在Hank’s溶液中的降解速度仅为0.011-0.036mm/year，而在生理盐水中的降解速度可达0.05-0.17mm/year。所以Hank’s溶液中磷酸盐的析出，会缩小不同材料间降解速度的差异。 为了提高降解速度并降低磁性，采用真空感应熔炼法制备了Fe-30Mn、Fe-30Mn-1C、Fe-30Mn-0.05S合金。经固溶处理后，Fe-30Mn合金为单一奥氏体结构，应力作用下易产生ε、α马氏体和孪晶；Fe-30Mn-1C合金为单一奥氏体，且应力作用下不产生相变；Fe-30Mn-0.05S合金具有与Fe-30Mn合金同样的相组成。Fe-30Mn、Fe-30Mn-1C合金均具有较316L不锈钢更优的力学性能，其中Fe-30Mn-1C合金兼具高强、高塑性，屈服强度为373MPa、抗拉强度为1010MPa、断后延伸率为88%。三种合金均为顺磁性，均具有较低的磁化率，其中Fe-30Mn-1C合金具有最低的磁化率。Fe-30Mn、Fe-30Mn-1C、Fe-30Mn-0.05S合金在生理盐水中的降解速度均较纯铁有所提高，分别为0.10-0.15mm/year、0.16-0.22mm/year、0.14-0.16mm/year。 纯铁和Fe-30Mn、Fe-30Mn-1C、Fe-30Mn-0.05S合金均具有良好的血液相容性，溶血率均小于5%，同时具有良好的抗凝血性能。良好的抗凝血性能来自于材料对内源性凝血过程中凝血酶原激活物形成阶段的抑制作用。由于材料的表面能中的极性分量/色散分量的比值较高，材料还同时具有较好的抗血小板黏附性能。 细胞毒性实验表明，四种铁基材料的24h、72h浸提液在与L929细胞共培养1天后的细胞毒性等级均为1级合格，培养2、3天后均出现一定的细胞毒性。毒性高低与降解速度的大小一致。" |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64398]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 徐文利. 铁基可降解心血管支架材料研究[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2011. |
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