Co-Cu合金在生物环境下的腐蚀行为及PLGA载药涂层的制备

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钴基合金因其良好的力学性能、耐蚀性能和生物相容性而被广泛应用于人工髋关节和膝关节置换。为解决置换手术后的感染问题,本文制备了 Co-29Cr-6Mo-xCu(Co-Cu)合金并在其表面设计一种以可生物降解的PLGA为药物载体、以盐酸克林霉素为药物的可降解载药涂层。利用电化学工作站测试了钴铜合金的开路电位、电化学阻抗谱和动电位极化曲线,结合离子溶出实验数据分析了该合金在模拟体液中的电化学腐蚀行为;利用摩擦磨损试验机及电化学工作站研究了该合金在模拟体液中腐蚀磨损行为,分析了摩擦磨损与腐蚀的交互作用;利用傅里叶红外光谱仪研究了盐酸克林霉素和PLGA的化学相容性并采用溶剂挥发法制备了载盐酸克林霉素的PLGA涂层,实验研究了 PLGA涂层的体外降解行为与药物释放,抑菌圈法研究了载药涂层的抗菌性,所得结果如下:铸态Co-Cu合金与时效态Co-Cu合金的耐蚀性相差不大。随着铜含量增加,Co-Cu合金耐蚀性能降低;Co-Cu合金在4种不同模拟体液中的耐蚀性能略有差异,氟离子降低了合金的耐蚀性能,但影响有限;Co-Cu合金在溶液中以钴离子溶出为主,铬离子和铜离子溶出量很小。与干摩擦相比,合金在溶液中的摩擦系数显著降低,但是磨损率显著增加。合金在不同溶液中表现出不同的腐蚀磨损性能,合金的磨损率由低到高顺序为:Hank’s、Saliva、Saliva-pH3.5和Saliva+0.2F溶液。在4种溶液中,与静态腐蚀相比,合金在摩擦条件下的耐蚀性能显著降低,而且腐蚀与摩擦表现为彼此加速的交互作用。铸态合金与时效态合金在动态腐蚀条件下没有明显差异。盐酸克林霉素与PLGA之间是简单的物理混合,没有明显的化学反应;载药PLGA的体外降解速度随载药量的增加而增大,在6周左右基本完全降解;载药PLGA的药物释放存在快速释放期和稳定释放期两个阶段,快速释放期以药物扩散为主,稳定释放期释药速度与PLGA的降解行为有关;在降解过程的前3周载药PLGA具有较强的抗菌性,但抗菌能力随降解时间的延长略有下降。
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