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第三部分 代表性材料篇403

第14章 纯镁403

14.1 纯镁及其制备方法403

14.2 力学性能405

14.3 降解行为408

14.4 细胞毒性与血液相容性412

14.5 动物体内植入研究413

参考文献416

第15章 镁钙合金体系419

15.1 组织调控419

15.2 力学性能428

15.2.1 Mg-Ca二元合金428

15.2.2 Mg-Ca三元合金430

15.2.3 冷热加工处理之后的Mg-Ca合金432

15.3 降解行为433

15.3.1 Mg-Ca合金的降解433

15.3.2 Mg-Ca合金体外的降解机制439

15.4 细胞毒性与血液相容性441

15.5 在体动物实验443

15.6 结论与展望448

参考文献448

第16章 镁锶合金体系452

16.1 组织调控452

16.2 力学性能460

16.2.1 Mg-Sr二元合金460

16.2.2 Mg-Sr系列三元合金461

16.2.3 Mg-Sr系列多元合金463

16.3 降解行为464

16.3.1 Mg-Sr二元合金464

16.3.2 Mg-Sr系列三元合金467

16.3.3 Mg-Sr系列多元合金468

16.4 细胞毒性与血液相容性469

16.4.1 Mg-Sr二元合金469

16.4.2 Mg-Sr系列三元合金472

16.5 在体动物实验474

16.6 结论与展望478

参考文献479

第17章 镁锌合金体系483

17.1 组织调控483

17.1.1 合金元素483

17.1.2 加工方式487

17.1.3 大塑性变形489

17.2 力学性能491

17.3 降解行为493

17.3.1 电化学腐蚀降解行为493

17.3.2 体外静态浸泡实验495

17.3.3 体外动态腐蚀499

17.3.4 Mg-Zn合金在降解过程中的力学衰减502

17.4 细胞毒性与血液相容性503

17.4.1 L-929细胞毒性504

17.4.2 MC3T3-E1细胞毒性505

17.4.3 hBMSCs细胞毒性506

17.4.4 VSMC细胞毒性507

17.4.5 HUAEC细胞毒性507

17.4.6 MEBDECs细胞毒性508

17.4.7 溶血实验509

17.5 在体动物实验510

17.5.1 骨科植入动物在体实验510

17.5.2 消化道植入动物在体实验516

17.6 结论与展望527

参考文献527

第18章 镁锂合金体系533

18.1 组织调控534

18.1.1 合金化组织调控534

18.1.2 塑性变形组织调控536

18.1.3 热处理组织调控544

18.2 力学性能544

18.2.1 合金化对力学性能的影响545

18.2.2 塑性变形对力学性能的影响546

18.3 降解行为548

18.3.1 合金元素对降解行为的影响548

18.3.2 自然氧化膜对降解行为的影响553

18.3.3 Li元素对腐蚀产物膜的组成影响558

18.3.4 晶粒度对双相Mg-9Li-1Ca合金降解行为的影响561

18.3.5 表面涂层对Mg-Li-Ca合金降解行为的影响566

18.4 细胞毒性与血液相容性574

18.4.1 细胞毒性574

18.4.2 血液相容性577

18.5 在体动物实验579

18.6 结论与展望585

参考文献586

第19章 镁锡合金体系590

19.1 Mg-Sn系合金的制备方法590

19.1.1 熔炼工艺590

19.1.2 加工工艺591

19.1.3 热处理工艺592

19.2 Mg-Sn系合金的力学性能593

19.2.1 Mg-Sn二元合金的力学性能593

19.2.2 Mg-Sn多元合金的力学性能594

19.3 Mg-Sn系合金的降解行为594

19.3.1 Mg-Sn合金的降解行为研究594

19.3.2 Mg-Sn-Mn合金的降解行为研究595

19.3.3 Mg-Sn-Ca合金的降解行为研究604

19.4 Mg-Sn系合金的生物相容性605

19.4.1 Mg-Sn合金的细胞毒性和血液相容性605

19.4.2 Mg-Sn-Mn合金的细胞毒性和血液相容性605

19.5 Mg-Sn系合金的动物实验研究606

19.5.1 Mg-Sn-Mn系合金动物植入实验方法606

19.5.2 Mg-Sn-Mn系合金动物植入实验结果607

19.5.3 Mg-Sn-Mn系合金动物血管内植入实验研究612

19.6 结论与展望615

参考文献616

第20章 镁（硅、锰、锆、银）合金体系619

20.1 Mg-Si体系619

20.1.1 Si的作用619

20.1.2 组织调控620

20.1.3 力学性能625

20.1.4 降解行为628

20.1.5 细胞毒性与血液相容性630

20.2 Mg-Mn体系633

20.2.1 Mn的作用633

20.2.2 组织调控633

20.2.3 力学性能636

20.2.4 降解行为638

20.2.5 细胞毒性与血液相容性641

20.2.6 在体动物实验642

20.3 Mg-Zr体系648

20.4 Mg-Ag体系649

20.5 结论与展望650

参考文献650

第21章 镁钇系合金653

21.1 Mg-Y系合金的制备方法653

21.1.1 熔炼工艺653

21.1.2 加工工艺655

21.1.3 Mg-Y系合金热处理工艺657

21.1.4 小结658

21.2 Mg-Y系合金的力学性能658

21.2.1 Mg-Y系合金的力学性能658

21.2.2 小结659

21.3 Mg-Y系合金的降解行为659

21.3.1 Mg-Y系合金的降解行为659

21.3.2 提高Mg-Y系合金耐蚀性的途径661

21.3.3 小结671

21.4 Mg-Y系合金的细胞毒性和细胞相容性671

21.4.1 Mg-Y合金的细胞毒性和细胞相容性672

21.4.2 Mg-Y-Zn合金的细胞毒性和细胞相容性672

21.4.3 Mg-Y-Sc合金的细胞毒性和细胞相容性672

21.4.4 Mg-Y-Ca-Zr合金的细胞毒性和细胞相容性673

21.4.5 Mg-Y-Zn-Zr合金的细胞毒性和细胞相容性674

21.4.6 Mg-Y-RE-Zr合金的细胞毒性和细胞相容性675

21.4.7 小结675

21.5 Mg-Y系合金的体内实验676

21.5.1 Mg-Y系合金在骨科方面的实验研究676

21.5.2 Mg-Y系合金在血管移植方面的实验研究678

21.5.3 Mg-Y系合金在整形外科方面的实验研究680

21.5.4 小结681

21.6 结论与展望682

参考文献682

第22章 镁锌稀土合金体系687

22.1 合金设计理念687

22.2 组织调控690

22.2.1 通过改变合金成分进行组织调控690

22.2.2 通过加工工艺进行组织调控694

22.3 力学性能701

22.4 降解行为702

22.5 表面改性704

22.5.1 磁控溅射法制备无定形氧化钛薄膜704

22.5.2 溶剂热法制备片状纳米结构TiO2薄膜706

22.5.3 TiO2药物涂层的制备与药物释放709

22.6 细胞毒性与血液相容性712

22.6.1 溶血率和凝血时间测试712

22.6.2 血小板黏附测试712

22.6.3 内皮细胞生长形貌观察713

22.6.4 MTT细胞增殖与细胞毒性评价713

22.7 动物实验715

22.8 结论与展望716

参考文献717

第23章 镁钕锌基医用镁合金720

23.1 合金设计720

23.1.1 合金元素Zn对镁基面层错能的影响计算721

23.1.2 合金元素Nd对镁的基面层错能的影响计算725

23.2 组织结构调控726

23.3 力学性能730

23.3.1 适用于骨内固定器械用高强度中等塑性镁合金JDBM-1730

23.3.2 适于血管支架用中等强度高塑性镁合金JDBM-2731

23.4 降解行为732

23.5 JDBM的表面改性734

23.5.1 化学沉积法735

23.5.2 阳极氧化736

23.5.3 具有生物活性的Ca-P涂层737

23.6 JDBM的生物相容性738

23.6.1 细胞毒性738

23.6.2 碱性磷酸酶ALP检测740

23.6.3 溶血率741

23.6.4 血小板黏附实验742

23.6.5 JDBM医用镁合金的广谱抗菌功效742

23.7 JDBM系列医用镁合金的动物实验747

23.7.1 骨内植物材料的动物植入实验747

23.7.2 JDBM-2镁合金血管支架的植入实验749

23.8 结论与展望751

参考文献751

第24章 镁其他稀土元素（钆、镝、镧、铈）合金体系754

24.1 Mg-Gd合金体系754

24.1.1 Gd的毒性754

24.1.2 Mg-Gd基合金的显微组织755

24.1.3 Mg-Gd合金的力学性能757

24.1.4 Mg-Gd系合金的腐蚀降解与细胞毒性759

24.2 Mg-Dy合金体系763

24.2.1 Dy的毒性763

24.2.2 Mg-Dy基合金的显微组织和力学性能763

24.2.3 Mg-Dy基合金的腐蚀降解和细胞相容性766

24.3 Mg-La和Mg-Ce合金体系770

24.3.1 La和Ce的毒性770

24.3.2 Mg-La和Mg-Ce基合金的力学性能和腐蚀降解771

24.3.3 Mg-La和Mg-Ce基合金的细胞毒性和动物实验778

24.4 结论与展望781

参考文献782

第25章 铁基可降解金属体系788

25.1 纯铁788

25.1.1 纯铁的力学性能788

25.1.2 铁的代谢及毒性789

25.1.3 纯铁的基本性质792

25.1.4 纯铁在生理环境中的降解行为793

25.1.5 体外生物相容性研究795

25.1.6 体内动物实验796

25.2 铁基合金802

25.3 铁基复合材料808

25.3.1 纯铁与金属的复合808

25.3.2 纯铁与非金属的复合810

25.3.3 Fe-X复合材料的体外生物相容性研究811

25.4 铁基可降解金属的表面改性813

25.4.1 增强生物相容性为目的的表面改性813

25.4.2 调控降解为目的的表面图案化814

25.5 铁基可降解金属的新颖制造方法815

25.5.1 电铸法815

25.5.2 纳米晶化816

25.5.3 3D打印技术818

25.6 结论与展望820

参考文献822

第26章 锌基可降解金属体系826

26.1 纯锌826

26.2 锌基二元合金827

26.2.1 锌基二元合金的组织结构828

26.2.2 锌基二元合金的力学性能829

26.2.3 锌基二元合金的腐蚀性能830

26.2.4 锌基二元合金的生物相容性833

26.3 锌基三元合金836

26.3.1 锌基三元合金的力学性能836

26.3.2 锌基三元合金的腐蚀性能839

26.3.3 锌基三元合金的生物相容性840

26.4 锌基复合材料841

26.4.1 Zn-XMglCa复合材料841

26.4.2 Zn-XHA复合材料843

26.4.3 Zn-ZnO复合材料846

26.4.4 Zn-纳米金刚石复合材料847

26.5 结论与展望847

参考文献848

第27章 大块非晶合金可降解金属体系850

27.1 Mg基大块非晶合金851

27.1.1 镁基大块非晶合金的力学性能851

27.1.2 镁基大块非晶合金的腐蚀性能852

27.1.3 镁基大块非晶合金的生物相容性855

27.2 Ca基大块非晶合金860

27.2.1 钙基大块非晶合金的力学性能860

27.2.2 钙基大块非晶合金的腐蚀性能861

27.2.3 钙基大块非晶合金的生物相容性863

27.3 Zn基大块非晶合金869

27.4 Sr基大块非晶合金870

27.5 结论与展望873

参考文献875