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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Fe 80

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Zn 85

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Sr 88

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Si 90

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