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第一部分 基础篇3

第1章 绪论3

1.1 生物可降解金属的定义和分类3

1.2 可降解金属的研究发展历史简述6

1.3 可降解金属的降解机理13

1.3.1 一般性降解机制13

1.3.2 环境因素对金属生物降解行为的影响15

1.3.3 力学性能随降解时间的衰退21

1.4 可降解金属的临床应用与未来发展27

参考文献29

第2章 可降解金属的研究方法36

2.1 体外降解行为及力学性能评价36

2.1.1 体外降解行为评价36

2.1.2 力学性能评价40

2.2 体外细胞学影响41

2.2.1 体外实验设计的原则41

2.2.2 研究现状42

2.2.3 技术路线及方法44

2.2.4 结果分析49

2.2.5 亟待解决的关键问题：建立起与动物体内实验关联性49

2.2.6 镁与破骨细胞51

2.3 体内动物模型与评估55

2.3.1 界面螺钉在兔前十字交叉韧带重建模型中的应用55

2.3.2 动物模型建立56

2.3.3 评估手段57

2.3.4 模型的局限性63

2.3.5 模型的改进64

参考文献65

第3章 可降解金属的骨生理学作用72

3.1 镁与骨组织72

3.1.1 镁在人体中的吸收方式72

3.1.2 镁与骨组织代谢74

3.1.3 镁在骨矿化过程中的作用77

3.2 元素Fe80

3.2.1 铁与骨代谢80

3.2.2 铁代谢与遗传性疾病83

3.2.3 铁代谢与神经系统疾病84

3.2.4 铁代谢与其他系统疾病84

3.3 元素Zn85

3.3.1 锌与骨代谢85

3.3.2 锌代谢与神经系统疾病86

3.3.3 锌代谢与其他组织系统疾病87

3.4 元素Sr88

3.4.1 锶与骨代谢88

3.4.2 锶代谢与心血管疾病89

3.4.3 锶代谢与其他组织系统疾病90

3.5 元素Si90

3.5.1 硅与骨代谢90

3.5.2 硅代谢与其他组织系统疾病91

3.6 稀土元素92

3.6.1 稀土元素与骨代谢92

3.6.2 稀土代谢与其他组织、器官94

3.7 总结与展望95

参考文献96

第4章 可降解金属的新颖结构104

4.1 可降解金属的复合化104

4.1.1 可降解镁基复合材料104

4.1.2 可降解铁基复合材料114

4.2 可降解金属的多孔化116

4.2.1 可降解多孔合金的制备工艺和结构特征117

4.2.2 可降解多孔镁的性能119

4.2.3 可降解多孔铁的性能121

4.3 可降解金属的纳米化122

4.3.1 可降解金属的纳米化制备工艺123

4.3.2 可降解超细晶镁合金125

4.3.3 可降解超细晶铁129

4.4 可降解金属的薄膜化129

4.4.1 可降解金属薄膜制备工艺130

4.4.2 可降解镁薄膜130

4.4.3 可降解铁薄膜131

4.5 3D打印技术在可降解金属中的应用132

4.6 展望133

参考文献134

第5章 可降解金属表面改性142

5.1 化学转化膜层143

5.1.1 氟化处理膜层143

5.1.2 磷酸盐化学转化膜层148

5.1.3 植酸转化膜层149

5.1.4 其他化学转化膜层150

5.2 镁及镁合金微弧氧化150

5.2.1 镁及镁合金微弧氧化机理151

5.2.2 镁及镁合金微弧氧化膜层特点153

5.2.3 影响镁及镁合金微弧氧化膜的主要因素156

5.2.4 微弧氧化镁合金的体内外腐蚀行为164

5.3 生物活性陶瓷涂层167

5.3.1 钙磷涂层167

5.3.2 其他生物活性涂层181

5.4 聚合物涂层182

5.4.1 聚乳酸类涂层183

5.4.2 PCL膜层186

5.4.3 壳聚糖及其复合涂层188

5.4.4 PVAc膜层190

5.4.5 海藻酸及其复合膜层191

5.4.6 PEI及其复合膜层192

5.4.7 其他聚合物涂层194

5.5 其他涂层195

5.6 可降解镁合金心血管植入物的表面改性195

5.6.1 气体等离子体表面改性196

5.6.2 可降解聚合物膜层200

5.7 展望205

参考文献205

第二部分 应用篇227

第6章 可降解金属植入医疗器械的加工与设计227

6.1 可降解金属的原材料半成品227

6.1.1 镁合金227

6.1.2 铁合金227

6.2 可降解镁合金植入器械的加工229

6.2.1 镁合金的机械加工229

6.2.2 镁合金的挤压加工230

6.2.3 镁合金的拉拔加工232

6.2.4 镁合金的轧制235

6.2.5 镁合金心血管支架的激光加工成型240

6.3 可降解镁合金植入器械的消毒240

6.3.1 镁合金消毒过程240

6.3.2 辐照灭菌的影响因素245

6.4 可降解金属器械的有限元分析与优化结构设计246

6.4.1 有限元分析研究现状246

6.4.2 骨钉、骨板的有限元分析246

6.4.3 心血管支架的有限元分析251

参考文献256

第7章 可降解镁金属在骨科的临床应用研究261

7.1 可降解镁金属在股骨头坏死保头治疗中的临床应用研究263

7.2 可降解镁金属在股骨颈骨折治疗中的临床应用研究264

7.3 可降解镁金属在髋臼缺损治疗中的临床应用研究265

7.4 小结和展望266

参考文献266

第8章 可降解镁金属在心血管中的临床应用268

8.1 可降解镁金属裸支架在心血管中的临床应用269

8.2 可降解镁金属药物洗脱支架在心血管中的临床应用270

8.3 可降解镁金属支架在其他血管中的临床应用271

8.4 可降解镁金属作为介入器械的应用展望272

参考文献274

第9章 可降解金属在普外科的应用276

9.1 可降解金属在外科缝扎和血管吻合的应用276

9.2 可降解金属在血管和神经吻合的应用280

9.3 可降解金属在胃肠外科的应用283

9.4 可降解金属在肝胆外科的应用285

9.5 可降解金属在血管瘤治疗的应用285

9.6 小结和展望286

参考文献287

第10章 可降解镁金属吻合钉的设计与验证289

10.1 可降解镁金属吻合钉的结构设计与加工制造289

10.1.1 胃肠吻合技术及吻合器的发展289

10.1.2 胃肠吻合器的工作原理与分类291

10.1.3 胃肠吻合器的优点与现阶段存在的不足292

10.1.4 可降解镁金属胃肠吻合钉的思路提出及其面临的挑战293

10.1.5 可降解镁金属胃肠吻合钉的结构设计295

10.1.6 可降解镁金属胃肠吻合钉的加工制造296

10.2 可降解镁金属吻合钉的体外评价307

10.2.1 可降解镁金属吻合钉用细丝材的体外降解行为308

10.2.2 可降解镁金属吻合钉用细丝材的表面改性及体外降解行为311

10.2.3 可降解镁金属吻合钉体外降解性能及生物相容性评价321

10.3 可降解镁金属吻合钉的体内评价327

10.3.1 可降解镁合金吻合钉用于动物胃肠吻合手术的可行性研究327

10.3.2 可降解镁合金吻合钉的降解对吻合口局部及动物安全性影响334

10.4 展望339

参考文献340

第11章 镁营养添加剂与相关疾病的防治与治疗343

11.1 镁与骨质疏松344

11.2 镁与神经系统346

11.3 镁与肌肉系统346

11.4 镁与糖尿病346

11.5 总结347

参考文献347

第12章 含可降解镁金属粉末的多孔活性复合骨修复支架材料的设计与评价349

12.1 含可降解镁金属粉末的多孔活性复合骨修复支架结构设计及三维打印工艺350

12.1.1 含可降解镁金属粉末的多孔活性复合骨修复支架的结构设计350

12.1.2 可降解镁金属粉末的预处理353

12.1.3 含可降解镁金属粉末的多孔活性复合骨修复支架的3D打印工艺354

12.2 含可降解镁金属粉末的多孔活性复合骨修复支架的体外评价354

12.2.1 含可降解镁金属粉末的多孔活性复合骨修复支架的材料学分析355

12.2.2 含可降解镁金属粉末的多孔活性复合骨修复支架的体外生物学检测357

12.3 含可降解镁金属粉末的多孔活性复合骨修复支架的动物体内评价361

12.3.1 体内研究背景简介361

12.3.2 动物模型的构建362

12.3.3 含可降解镁金属粉末的多孔活性复合骨修复支架的体内成骨性能评价364

12.4 总结与展望366

参考文献366

第13章 可降解镁金属的生物功能探索370

13.1 促进成骨功能371

13.2 抑制骨质疏松功能376

13.3 抗菌功能382

13.4 抑制肿瘤功能393

13.5 展望397

参考文献397