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植入相关感染或炎症是植入失败的主要原因之一,严重威胁人类健康。锌是人体必须元素,具有适宜的降解速率和良好的抗菌性能。添加合金元素可改善材料的抗菌性能、成骨性能、生物相容性以及力学性能,是目前医用新型可降解金属材料的研究热点。本文通过熔炼、固溶处理和热挤压制备出Zn-3Mg-x Cu(x=0,0.5,1),Zn-1Cu-x Mg(x=0,0.5,1)和Zn-1Cu-x Ag(x=0.5,1)系列合金。分析了各种合金的显微组织,测试了合金材料的力学性能,探究了合金元素对力学性能的影响以及强化机制。通过浸泡实验,分析了合金材料的体外腐蚀降解行为。通过对材料表面抑菌效果和细菌悬液的抗菌性能的研究,分析添加各种合金元素对材料抗菌性能的影响。通过细胞粘附实验和MTT法对合金材料进行细胞粘附性能和细胞毒性的评价。综合评价了挤压态Zn-3Mg-x Cu(x=0,0.5,1)合金,挤压态Zn-1Cu-x Mg(x=0,0.5,1)合金和挤压态Zn-1Cu-x Ag(x=0.5,1)合金材料的力学性能、降解行为、抗菌性能和体外生物相容性。得出以下结论:(1)经过固溶和挤压处理的合金的晶粒尺寸细小,平均晶粒尺寸在1.64-2.7?m之间。挤压态Zn-3Mg-x Cu(x=0,0.5,1)合金中存在大量层片状的Mg2Zn11相,随着铜元素的加入,晶粒得到细化。挤压态Zn-1Cu-x Mg(x=0,0.5,1)合金会随着镁的加入产生层片状的Mg2Zn11相。Zn-1Cu-x Ag(x=0.5,1)合金的晶粒最为细小。随着银元素含量的增加,晶粒更为细小。(Ag,Cu)Zn4第二相的晶粒尺寸都是纳米级,且均匀分布的。(2)对于挤压态Zn-Cu-Mg合金,随着镁的加入,强度和硬度增加,塑性降低。对于镁含量达到3%的Zn-3Mg-x Cu(x=0,0.5,1)合金,其硬度和强度很高,但塑性差,断裂方式为典型脆性断裂。对于Zn-1Cu-x Ag(x=0.5,1)合金,产生了应变软化,其硬度和强度降低,但塑性增强。挤压态Zn-1Cu-x Mg(x=0,0.5,1)合金和Zn-1Cu-x Ag(x=0.5,1)合金都表现出良好的力学性能。(3)Zn-3Mg-x Cu(x=0,0.5,1)合金的腐蚀速率为0.0320-0.0504 mm/y;Zn-1Cu-x Mg(x=0,0.5,1)合金的腐蚀速率为0.0300-0.0678 mm/y;Zn-1Cu-x Ag(x=0.5,1)合金的腐蚀速率为0.0387-0.0484 mm/y。加入Cu、Mg和Ag都有助于提高锌合金的腐蚀速率,挤压态合金表现出宏观的均匀腐蚀。(4)对于Zn-3Mg-x Cu(x=0,0.5,1)合金,随着铜元素含量的增加,锌离子和铜离子的释放量随之增加,合金的抗菌效果也增加,合金的抗菌效果是锌离子和铜离子的协同抗菌作用。Zn-1Cu-x Mg(x=0,0.5,1)合金,随着镁含量的增加,浸出液中的锌离子和铜离子的释放量随之增加,合金的抗菌效果也增加,仍是锌、铜离子的协同抗菌作用。Zn-1Cu-x Ag(x=0.5,1)合金随着银含量的增加,浸出液中的离子释放量随之增加,合金的抗菌效果也增加,锌离子、铜离子和银离子可以对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌产生协同抗菌作用,并增强抗菌活性。总的来说,铜和银的加入会提高材料的抗菌能力,Zn-1Cu-1Ag合金具有最好的抗菌性能。(5)Zn-3Mg-x Cu(x=0,0.5,1)合金,随着铜元素含量的增加,会抑制细胞黏附,减小细胞活力,但Zn-3Mg-x Cu(x=0,0.5,1)合金的细胞毒性等级为0-1级,符合植入物生物安全性要求;Zn-1Cu-x Mg(x=0,0.5,1)合金随着镁含量的增加,材料表面的活细胞明显增加,说明添加的镁元素有利于细胞的粘附和存活。Zn-1Cu-x Mg(x=0,0.5,1)合金的细胞毒性等级为0-1级,符合植入物生物安全性要求。Zn-1Cu-x Ag(x=0.5,1)合金,随着银含量的增加,细胞黏附会受到抑制,细胞活力会降低。其细胞毒性等级为0-1级,符合植入物生物安全性要求在研究的合金中,Zn-3Mg-x Cu(x=0,0.5,1)合金,具有相对最好的生物相容性,但其塑性差。降低镁含量的Zn-1Cu-x Mg(x=0.5,1)合金同时表现出良好的力学性能、抗菌性能,生物相容性和适当的降解性能。为进一步提高合金的抗菌性,同时加入铜元素和银元素的Zn-1Cu-x Ag(x=0.5,1)合金的力学性能,降解性能和生物相容性满足植入材料的要求,同时具有更好的抗菌性能和广谱抗菌性能。