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鈮鋯合金(含 1% Zr)用于人工骨植入物時,表面氧化膜的生物相容性原理是什么?

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鈮鋯合金在生理環境中表面自發形成納米級氧化膜(主要成分為 Nb?O?和 ZrO?),該氧化膜具有以下特性:

  1. 化學穩定性:ZrO?的加入提高氧化膜致密度,抑制金屬離子溶出;

  2. 親水性:氧化膜表面羥基(-OH)基團促進蛋白質吸附與細胞黏附;

  3. 骨誘導性:氧化膜的微觀粗糙度(Ra=1-2μm)與骨組織界面形成機械鎖合,同時釋放的 Zr??離子可刺激成骨細胞分化。
    研究表明,該氧化膜的腐蝕速率<0.1μm / 年,遠低于醫用鈦合金(0.5μm / 年),且細胞毒性測試(ISO 10993)顯示細胞存活率>95%,符合植入物生物相容性要求。


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