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作者：郑玉峰，秦岭，杨柯等

出版社：科学出版社

本类榜单：工业技术

分类：工业技术 > 一般工业技术

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ISBN：9787030503947
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
开本：B5
页数：420
出版时间：2022-01-01
条形码：9787030503947 ; 978-7-03-050394-7

内容简介

可降解金属，是指能够在体内逐渐被体液腐蚀降解的一类医用金属材料，它们所释放的腐蚀产物给机体带来恰当的宿主反应，当协助机体完成组织修复使命之后将全部被体液溶解，不残留任何植入物。全书分为三篇共20章，上册基础篇和应用篇，下册材料篇。

目录
序一
序二
前言
**部分基础篇
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镁在人体巾的吸收方式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可降解金属的多孑L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
4.53D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
5.4.2PCI膜层186
5.4.3壳聚糖及其复合涂层188
5.4.4PVAc膜层190
5.4.5海藻酸及其复合膜层191
5.4.6PEI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人物的表面改性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
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孑L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

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节选

**部分基础篇第1章绪论 1.1生物可降解金属的定义和分类医用金属材料以其高强韧性、耐疲劳、易加工成形和应用可靠性高等一系列优良特性，一直是医学临床上用量大而广泛的一类医用材料，共占到植入性医疗器械用材的40%以上。医用金属材料是需要承受较高载荷的骨、齿等硬组织治疗以及介入治疗支架的*选植入材料，其大量应用于骨科、齿科、心血管介入治疗等医疗领域中的各类植入医疗器械和手术工具。骨折内固定系统、人工关节、人工脊柱、颅骨修复支架、牙种植体、冠脉心血管支架等是其中典型的高端植入器械产品代表。在医用金属材料中，目前用量*大和应用范围*广的是不锈钢、钛及钛合金、钴基合金三大类材料，在医用金属材料的临床应用中占有举足轻重的地位。然而这些金属医疗器械在临床使用中普遍存在一个重要问题，即在体内环境中不可降解，其植入体内后作为异物长期留存在体内，会不同程度地刺激周边肌体组织，从而产生不同程度的组织反应。例如，金属植入物与骨之间形成纤维组织包囊，难以达到牢固的骨性结合；金属材料的弹性模量明显高于人体骨组织，不能与人骨组织相匹配，如不锈钢的弹性模量约为 200GPa，钛合金约为 110GPa，而人骨的弹性模量只有10～30GPa，长期植入易导致“应力屏蔽”效应，从而引起骨吸收、骨萎缩而使植入治疗失败［1，2］。另外，金属材料在体内由腐蚀、磨损等造成的有害金属离子溶出和颗粒物的形成［3-5］，还易引发人体过敏及体内的炎症反应，严重时甚至会导致畸变、癌变等重大疾病的发生。因此，进行骨折内固定等的患者在患处愈合后往往需经二次手术将金属植入物取出，这又会给患者带来新的临床风险及额外的经济负担。植入心血管支架的患者一般需长期服用抗凝血药物来减少金属支架植入后的心血管再狭窄发生率。随着医学和材料科学的发展，人们往往会希望一些植入体内的材料在完成医疗功能后，能随着组织或器官的再生而逐渐降解吸收，以*大限度地减少外来材料对机体的长期影响。由于生物可降解材料可在生物体内逐渐分解，其分解产物可以在体内代谢，并*终排出体外，因此可降解植入器械是生物医用材料研究发展的重要趋势之一。“生物降解”是指在特定的生物活动中所引起的材料逐渐被破坏的过程。实际上材料在体内的降解过程往往是多种因素共同或交叉作用的结果。通常把可降解与可吸收材料广义地定义为可在生物体内能逐渐被破坏，*后完全消失的材料。植入体内的材料长期处于物理、化学、生物、电、力学等因素的复杂影响之下，材料不仅受到各种器官组织不停运动的动态作用，也处于代谢、吸收、酶催化反应之中，同时植入物与体内不同部位之间常处在相对运动之中。在这样多的影响因素及其长期、综合的作用之下，一些材料很难保持原有的化学、物理及力学特性，从而发生降解。生物可降解材料在医学领域中发挥了重要的作用，目前已经应用到临床的可降解医用材料主要包括生物可降解高分子材料、生物可降解陶瓷，用于医用缝合线、癌症治疗、计划生育、药物释放体系、器官修补、组织工程和外科用正骨材料等领域，其应用前景十分诱人［6］。采用可降解高分子材料制成的骨钉、夹板等骨内植入器件植入人体后，其固有的初始强度可以起到骨固定的作用。随着时间的推移，骨损伤部分逐渐愈合直至彻底康复，同时可降解高分子骨内植入器件逐渐降解并被人体组织吸收。图 1.1示出了部分聚乳酸可降解植入器件产品的照片。但是，生物可降解高分子材料由于存在强度、硬度等力学性能较低的弱点，作为骨科内固定物时，只能用于非承力部位［7］。另外，生物可降解高分子材料的降解可控性差，导致降解过程中强度下降过快而使器件提前失效［8］。并且一些生物可降解高分子材料的降解产物呈酸性，如聚乳酸（PLA），这些酸性降解产物的聚积会导致炎症反应［9］。图1.1采用聚乳酸（PLA）可降解高分子材料制作的骨内固定植入物产品生物可降解陶瓷在生理环境中产生结构或物质衰变，其产物被机体吸收或通过循环系统排出体外。生物可降解陶瓷目前主要用于骨填充领域，如图1.2所示。陶瓷的降解与其化学成分和显微结构相关。例如，磷酸三钙相对来讲降解速率较快，而羟基磷灰石相对较稳定；α-磷酸三钙虽然与β-磷酸三钙（β-TCP）有相同的化学成分，但结构上存在差异，显示出α-磷酸三钙远较β-磷酸三钙降解得快。孔隙率对陶瓷的降解影响显著，通常完全致密的陶瓷降解很慢，而有微孔的陶瓷易发生迅速降解。生物可降解陶瓷的降解速率随着植入部位的不同而发生变化，这是由于人体不同部位的体液组成不尽相同。当生物可降解陶瓷（或微晶玻璃）具有较大的表面积、适当的孔隙尺寸和孔隙率时，会使纤维细胞、成骨细胞易于伸入材料内部，导致其分散、细化。生物陶瓷材料虽然具有优良的生物相容性、较高的强度，但是其塑韧性极差，弹性模量过高，而且在体内生理环境中的抗疲劳性能很差，难以满足受力要求［10，11］。图1.2骨填充用多孔β-TCP可降解陶瓷及其多孔结构

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