论文部分内容阅读
可降解铁基金属材料具备良好的力学性能、易腐蚀性和良好的生物相容性，有望作为新一代血管支架材料。早期的动物体内试验证实了纯铁作为血管支架的可行性，但同时存在降解速率过慢、腐蚀方式为点蚀等问题。本文分别选择具有良好导电性的钨(W)和碳纳米管(CNT)以及纯铁腐蚀产物之一的氧化铁作为添加相制备了铁基复合材料，同时采用真空溅射的方法在纯铁表面制备了具备微图案结构的金层，通过XRD分析、力学性能测试、电化学测试、静态浸泡实验、细胞毒性测试以及血液相容性测试等方法评价了材料的体外降解和生物相容性。 对于Fe-W和Fe-CNT复合材料，W和CNT的添加W和CNT的增加显著提高了纯铁材料的极限强度，特别是CNT，而对屈服强度提高不明显;电化学测试结果显示Fe-X复合材料在Hanks溶液中的腐蚀速率明显高于纯铁，而浸泡腐蚀结果显示虽然Fe-X复合材料的腐蚀速率高于纯铁，但除了Fe-1CNT其他材料腐蚀速率基本上仍然处于一个数量级;Fe-X材料的腐蚀速率随着X含量的增加而增加;同纯铁相比，Fe-X复合材料的腐蚀方式倾向于均匀腐蚀而非点蚀;Fe-X复合材料的浸提液对L929和ECV304细胞没有严重的细胞毒性但明显抑制了VSMC细胞的存活率;所有Fe-X复合材料和纯铁的溶血率均低于5％，满足生物材料的溶血要求，材料表面粘附的血小板对于未激活状态保持正常的圆形，Fe-W复合材料表面粘附血小板的数量和纯铁相当，而Fe-CNT材料表面血小板数量比纯铁要高。 对Fe-Fe2O3复合材料，Fe-Fe2O3复合材料中检测到FeO相而非Fe2O3，随着Fe2O3含量的增加，Fe-Fe2O3复合材料的力学性能先增加后降低，当Fe2O3质量分数为5％，Fe-Fe2O3复合材料的具有最高的强度;电化学测试和浸泡实验均表明低含量的Fe2O3添加能够促进铁基体的腐蚀，但当Fe2O3含量达到10wt.％和50wt.％时，Fe-Fe2O3复合材料的腐蚀速率有所降低，Fe-5Fe2O3在Hanks溶液中具有最快的腐蚀速率;Fe-Fe2O3复合材料的腐蚀方式表现为均匀腐蚀;细胞毒性结果表明Fe-Fe2O3复合材料的浸提液对L929和ECV304细胞没有毒性但明显抑制VSMC细胞的增殖;纯铁和所有Fe-Fe2O3复合材料的溶血率都小于5％，材料表面粘附血小板保持正常的圆形并在数量上没有显著的差异。 采用真空溅射的方法成功在纯铁表面制备了具有微图案结构的金层，电化学测试结果显示具有微图案结构金层的纯铁的腐蚀电流密度较未镀金纯铁明显提高，而腐蚀电位也有所降低，表明镀金后纯铁的腐蚀速率比镀金前要高，但不同尺寸的微图案金层阵列对纯铁腐蚀的影响区别不大;浸泡实验结果表明镀金处理后纯铁的腐蚀明显高于未镀金纯铁，约为纯铁的三倍，且镀有图案化金层阵列的纯铁材料的腐蚀方式变为均匀腐蚀。微图案金层覆盖的纯铁的溶血率仍然小于溶血标准的5％，但表面粘附的血小板数量增加并处于激活状态，有形成血栓的风险。