《新型鎂合金血管支架材料變形強韌化與生物適配性研究》是依託太原理工大學，由許春香擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型鎂合金血管支架材料變形強韌化與生物適配性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：許春香
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鎂合金的降解特性使其作為植入功能材料受到材料、生物和醫學界的高度關注。如何實現其在體內的降解可控、滿足生物適配性要求，就成為業界亟待解決的關鍵問題。.經向合金中添加具有冶金和生物醫學雙重功能的廉價金屬元素，利用金屬在體內發生腐蝕而造成的特定元素的持續釋放現象，在滿足生物安全性，實現鎂合金植入物力學支撐作用的同時，能夠充分發揮這些金屬元素的生物醫學功能，進而賦予鎂合金材料特定的結構、性能和生物醫學功能一體化特性；該項目通過計算、實驗和模擬分析研究，建立該新型血管支架用鎂合金的成分設計準則、變形與相變強韌化及微細管成形原理，剖析新型鎂合金管材在血液環境中的降解行為與其微觀組織結構之間的關係，揭示抑制新型鎂合金力學強度支撐與退化的原因，澄清新型鎂合金力學完整性與血管組織重建癒合適配的調控機制，闡明新型鎂合金降解產物對細胞和血管組織的作用效應，為新型可控降解鎂合金血管支架的臨床套用奠定理論基礎。
結題摘要
鎂合金具有良好的生物相容性和可降解吸收性，是血管支架材料的理想選擇。然而，目前血管支架材料的研究主要以商用鎂合金為主，商用鎂合金最初是作為結構材料設計的，作為血管支架材料使用存在生物相容性差、韌性不足以及腐蝕速率過快等問題，限制了其在臨床上的套用。本項目是專門針對血管支架材料的性能要求，選擇對人體無毒無害的Zn、Y、Zr、Ca、Sr及Mn元素作為鎂合金添加元素，通過理論計算和最佳化設計，熔煉製備出性能滿足要求的Mg-Y-Zn-X(X為Zr、Ca、Sr或Mn)系新型鎂合金。採用現代分析手段，分析研究了新型鎂合金鑄態、熱處理態、擠壓態的微觀組織，力學性能，體外腐蝕性能及生物相容性，研究了其強韌化變形機制及體外腐蝕機理等。取得以下重要結果及關鍵數據：（1）獲得了新型鎂合金最佳製備工藝方案，成功製備出四種血管支架材料：Mg-2Y-1Zn-0.4Zr；Mg-2Y-1Zn-0.4Zr-0.3Sr；Mg-1Y-3Zn-0.6Zr-0.5Ca；Mg-1Y-3Zn-1Mn。（2）探明了新型鎂合金在聲磁耦合場作用下的凝固機理。（3）揭示出合金元素與擠壓變形工藝對合金變形微觀組織的演化規律與變形強韌化機制。（4）闡明了合金在均勻化球化退火處理與熱擠壓過程中微觀組織結構演化規律，合金在擠壓變形過程中的塑性變形和動態再結晶變形機理，微納米準晶近似相顆粒與14H結構相的相互作用與協調機制。（5）剖析了不同組織狀態的合金在體外模擬環境中的降解行為，明確降解速率與組織微環境的相互作用機制，建立合金成分-加工工藝-腐蝕性能之間的相互關係，明確了鎂合金在模擬體液中的腐蝕機理。（6）探明了不同降解速率的合金與細胞和血細胞微環境的作用關係。本項目的研究成果為新型降解可控鎂合金血管支架材料的製備及其臨床套用奠定了理論基礎。
