绘制心血管支架植入后力学微区亚细胞原位时空图谱

1

作者 游凌森 沈雳 葛均波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期64-64,共1页

目的心血管支架植入后,我国约有上百万患者发生支架内再狭窄(ISR)。研究表明,球囊扩张压力不匹配导致ISR,但其详细机制不明确,影响支架治疗效果。本研究将绘制支架植入后不同力学微区的亚细胞原位时空全转录组图谱,揭示力学生物学机制... 目的心血管支架植入后,我国约有上百万患者发生支架内再狭窄(ISR)。研究表明,球囊扩张压力不匹配导致ISR,但其详细机制不明确,影响支架治疗效果。本研究将绘制支架植入后不同力学微区的亚细胞原位时空全转录组图谱,揭示力学生物学机制。方法本研究基于数值仿真、显微切割取样、机器学习和亚细胞空间原位分子成像技术(SMI),对支架梁压迫区、过度区、非压迫区人源血管组织进行解析,绘制首个支架植入后亚细胞时空图谱。结果结合支架梁-血管壁耦合效应、血流对支架的流体力学响应,以及亚细胞分辨率空间原位成像结果,对植入后支架梁-血管壁力学分区进行定义:划分出单径向受力区、复杂侧向受力区、I度压迫区、II度压迫区、过度区、非压迫区,并对不同受力细胞组分行单细胞空间转录组图谱绘制,解析力学微区配受体,鉴别出一种新的平滑肌介入后状态/细胞亚群。结论本研究绘制了支架植入后力学微区亚细胞时空原位分子图谱,并定义相关区域表达特征。这是人类首次从空间上观测支架-血管微环境和细胞基因组变化,立体揭示异质性细胞在支架-血管力学邻域构象,为探究血管微区细胞与微环境间互作及ISR机制提供了新见解,有望为下一代支架和靶向药物研发提供指导。 展开更多

关键词 力学生物学 心血管支架 血管组织 细胞亚群 支架治疗 血管力学 机器学习 靶向药物

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加工工艺对医用心血管支架生物相容性的影响 被引量：12

2

作者 黄远 田筝 +1 位作者 刘文西 张君奎 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期374-379,共6页

设计了一种新结构的316L不锈钢心血管支架,采用激光切割和电化学抛光去除尖角的加工方法,通过3T3细胞和小鼠骨髓基质细胞培养以及人体外周血的溶血实验,研究了加工工艺对该心血管支架生物相容性的影响.采用激光切割和电化学抛光工艺,获... 设计了一种新结构的316L不锈钢心血管支架,采用激光切割和电化学抛光去除尖角的加工方法,通过3T3细胞和小鼠骨髓基质细胞培养以及人体外周血的溶血实验,研究了加工工艺对该心血管支架生物相容性的影响.采用激光切割和电化学抛光工艺,获得了设计的支架形状并消除了支架边缘的尖角;实验组和对照组对比表明,细胞的形状、数量相同,其活性和生长未受支架影响,支架没有引起溶血反应,加工工艺是合理的,没有产生细胞毒性. 展开更多

关键词 医用心血管支架 生物相容性 加工工艺 激光切割 电化学抛光 溶血反应

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可降解铁基心血管支架材料的研究进展 被引量：10

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作者 徐文利 吴竞尧 +1 位作者 谭丽丽 杨柯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期75-78,共4页

概述了可降解铁基心血管支架材料的研究历史及现状,介绍了可降解铁基心血管支架的优势及其早期动物实验结果。结果表明,铁基合金是一种非常适宜制作可降解心血管支架的材料,但其存在降解速度过慢的问题。在分析可降解铁基合金的最新研... 概述了可降解铁基心血管支架材料的研究历史及现状,介绍了可降解铁基心血管支架的优势及其早期动物实验结果。结果表明,铁基合金是一种非常适宜制作可降解心血管支架的材料,但其存在降解速度过慢的问题。在分析可降解铁基合金的最新研究进展基础上,认为在提高铁基合金的降解速度方面虽然目前已经进行了很多有益的尝试,但是尚无极具意义的结果。同时提出,应在对人体环境下铁基合金的降解行为研究基础上发展新的提高铁基合金降解速度的方法。 展开更多

关键词 生物可降解 心血管支架 铁基合金 降解速度

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医用心血管支架的非线性有限元分析 被引量：12

4

作者 黄远 李林安 刘文西 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期139-148,共10页

经过扩张过程获得的医用心血管支架几何形状或力学结构对于其长期的生物相容性是非常重要的 ,研究支架的扩张过程具有重要的意义。本文采用非线性有限元法模拟了支架的自由扩张。在研究中 ,将支架扩张的整个过程看成由多个极短的平衡过... 经过扩张过程获得的医用心血管支架几何形状或力学结构对于其长期的生物相容性是非常重要的 ,研究支架的扩张过程具有重要的意义。本文采用非线性有限元法模拟了支架的自由扩张。在研究中 ,将支架扩张的整个过程看成由多个极短的平衡过程组成 ,在每个过程中支架所受载荷视为常量进行有限元分析 ,解决了支架所受非线性载荷 ;利用合适的边界条件 ,结合BFGS方法 ,在采用规定某个结点的位移增量以确定载荷增量的办法解决塑性大变形分析中结果不对称的难题下 ,较好地模拟了支架的自由扩张。计算结果和实验结果吻合得较好。本研究提出的医用心血管支架有限元分析方案是合理的。 展开更多

关键词 医用心血管支架 非线性有限元 分析 弹-塑性大变形

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电解抛光提高镍钛合金心血管支架表面性能 被引量：10

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作者 孙晓宇 魏修亭 +3 位作者 李志永 王永琪 刘汉卿 娄徳大 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期70-75,共6页

植入高性能的心血管支架是治疗心血管疾病的主要手段,而支架的制造工艺决定了其表面性能。采用乙二醇-氯化钠无毒电解液电解抛光工艺来提高镍钛合金心血管支架的表面完整性和生物相容性。试验结果表明,该工艺制造镍钛合金心血管支架的... 植入高性能的心血管支架是治疗心血管疾病的主要手段,而支架的制造工艺决定了其表面性能。采用乙二醇-氯化钠无毒电解液电解抛光工艺来提高镍钛合金心血管支架的表面完整性和生物相容性。试验结果表明,该工艺制造镍钛合金心血管支架的表面完整性和生物相容性明显改善:镍钛合金心血管支架表面光亮平整,没有熔渣和热影响区,表面粗糙度达到Ra 85.5 nm;镍钛合金心血管支架表面化学成分发生改变,表面形成二氧化钛保护膜,阻止了Ni离子析出,且电化学腐蚀性能明显提高,有效改善了支架生物相容性;该工艺采用醇-盐无毒电解液进行抛光,提高了工艺对环境的友好性。此外,该工艺解决了镍钛合金心血管支架制造领域的关键技术难题,制造出了性能优良的镍钛合金心血管支架,为高质量心血管支架制造提供了科学依据。 展开更多

关键词 镍钛心血管支架 电解抛光 无毒电解液 表面完整性 生物相容性

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NiTi心血管支架的疲劳断裂性能分析 被引量：14

6

作者 智友海 史向平 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2011年第1期1-6,共6页

目的对NiTi合金心血管支架进行疲劳寿命的预测研究。方法采用疲劳断裂的有限元分析方法,建立了三维空间NiTi心血管支架结构的模型,并分析了在生理脉动循环载荷作用下的心血管支架结构。结果有限元分析发现支架结构结点附近区域的正应力... 目的对NiTi合金心血管支架进行疲劳寿命的预测研究。方法采用疲劳断裂的有限元分析方法,建立了三维空间NiTi心血管支架结构的模型,并分析了在生理脉动循环载荷作用下的心血管支架结构。结果有限元分析发现支架结构结点附近区域的正应力大、疲劳寿命低、损伤大;同时,支架结构的疲劳寿命预测发现,用结构表面进行氮化、喷丸硬化等方法处理的支架疲劳寿命较高。相关的实验结果显示疲劳裂纹或断裂总是发生在支架结点附近区域。结论生理载荷下的模拟结果与相关的实验结果相吻合,最终为心血管支架结构的安全性指导和设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 NiTi心血管支架 有限元分析 疲劳断裂 正应力 数值模拟 应力分布

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新型含铜金属心血管支架材料

7

作者 杨柯 任玲 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期681-692,共12页

针对心血管支架内再狭窄问题(ISR),作者团队利用Cu元素对心血管系统的有益生物功能,创新地发展出具有生物功能的新型含铜血管支架材料(含铜不锈钢及钻基合金)。综述了近年来团队在新型含铜金属血管支架材料方面的研究进展。研究结果表明... 针对心血管支架内再狭窄问题(ISR),作者团队利用Cu元素对心血管系统的有益生物功能,创新地发展出具有生物功能的新型含铜血管支架材料(含铜不锈钢及钻基合金)。综述了近年来团队在新型含铜金属血管支架材料方面的研究进展。研究结果表明,含铜金属血管支架材料能促进内皮细胞增殖及迁移,并降低其凋亡率;对动脉平滑肌细胞增殖及迁移具有抑制作用,并促进其凋亡;减少血小板在支架表面的粘附,延长动态凝血时间,降低血栓形成倾向。此外,新型含铜金属血管支架材料还具有有优异的生物相容性。动物实验结果表明,含铜不锈钢心血管支架在动物体内可明显促进内皮化、抑制血栓形成,且生物相容性好,可以抑制支架内再狭窄的发生,有望得到临床应用。 展开更多

关键词 含铜金属 心血管支架 生物功能 支架内再狭窄

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等离子体聚合聚环氧乙烷类涂层用于提高镁合金心血管支架抗腐蚀性能 被引量：3

8

作者 余东海 熊开琴 黄楠 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期166-171,共6页

本研究以二乙二醇二甲醚(Diglyme)为单体,通过等离子体聚合技术得到均匀、无孔的聚环氧乙烷类(PEO-Like)涂层,并用来提高MgZnMn合金的抗腐蚀性能。在两种放电功率下制得了不同结构的涂层。X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换衰减全反射... 本研究以二乙二醇二甲醚(Diglyme)为单体,通过等离子体聚合技术得到均匀、无孔的聚环氧乙烷类(PEO-Like)涂层,并用来提高MgZnMn合金的抗腐蚀性能。在两种放电功率下制得了不同结构的涂层。X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)显示,高功率下制备的涂层(HPEO)比低功率下制备的涂层(LPEO)分子结构交联度更高。电化学与体外浸泡测试证明两种涂层均具有良好的防腐蚀效果,但HPEO保护效果更佳。经过球囊扩张试验后,HPEO在MgZnMn支架上仍粘附良好,并且在后续的PBS浸泡实验中,涂层依旧能显著降低支架的降解速率。 展开更多

关键词 等离子体聚合 镁合金 降解 心血管支架 聚环氧乙烷类

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镍钛合金心血管支架电解抛光流场仿真及试验 被引量：1

9

作者 黄朝霞 李志永 +2 位作者 柴明霞 赵鑫 张杰翔 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2019年第9期56-61,共6页

针对不同转速对电解抛光镍钛合金心血管支架流场分布的影响特点,利用ANSYS软件对电解抛光心血管支架过程中电解液的流速分布进行了仿真,分析了电解液速度场及涡流场对电解抛光心血管支架去除机理的影响规律,并通过试验验证了其仿真结果... 针对不同转速对电解抛光镍钛合金心血管支架流场分布的影响特点,利用ANSYS软件对电解抛光心血管支架过程中电解液的流速分布进行了仿真,分析了电解液速度场及涡流场对电解抛光心血管支架去除机理的影响规律,并通过试验验证了其仿真结果的正确性。结果表明,随着转速的增加,速度场分布均匀,涡流变化小,电解液更新及时,电解产物可及时排出,加工精度提高,抛光后的心血管支架表面完整性好;但当转速过高时,涡流分布区域明显增大,较多气体析出,导致速度场分布不均匀且不连续,加工精度低,抛光后的心血管支架表面完整性差。 展开更多

关键词 镍钛合金 心血管支架 流场分析 电解抛光

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激光共聚焦扫描显微系统在心血管支架表面内皮化分析研究中的应用

10

作者 谭星 涂秋芬 +1 位作者 郑晓柯 胡张梅 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期163-169,共7页

目的:观察内皮细胞(ECs)在植入的心血管支架表面的分布与生长状态,探讨支架材料表面的内皮化情况,并对支架表面内皮化程度的影响因素进行了初步探究。方法:在对内皮细胞不同结构进行特异性染色标记的情况下,利用激光共聚焦扫描显微系统... 目的:观察内皮细胞(ECs)在植入的心血管支架表面的分布与生长状态,探讨支架材料表面的内皮化情况,并对支架表面内皮化程度的影响因素进行了初步探究。方法:在对内皮细胞不同结构进行特异性染色标记的情况下,利用激光共聚焦扫描显微系统连续扫描观察荧光标记的内皮细胞在植入体内一个月后的支架材料表面的表达程度。结果:在无任何促内皮分子或药物情况下,支架材料本身分布的内皮细胞较为稀疏,整体内皮化程度不高;而在材料本身涂覆促内皮分子或药物的情况下,支架材料表面内皮细胞分布较为紧密,且规则有序,其整体内皮化程度更高。结论:利用激光共聚焦扫描系统能够从宏观和微观角度上有效实现支架材料表面内皮化程度的定性定量评价。 展开更多

关键词 激光共聚焦扫描系统 内皮细胞 心血管支架 表面内皮化

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新型生物可降解心血管涂层支架的制备及其生物相容性的研究 被引量：13

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作者 赵燕超 刘学波 +5 位作者 葛均波 龚飞荣 陈功雨 胡源浚 程树军 陈建定 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期438-442,共5页

采用共价键连接技术,以二环己基碳化二亚胺(DCC)为偶联剂,将肝素与具有官能侧基的脱保护聚乳酸和吗啉二酮衍生物共聚物材料连接,肝素本体重量含量达到15%。与共混肝素材料的肝素体外释放实验对比结果证明该连接技术对肝素有良好的控制... 采用共价键连接技术,以二环己基碳化二亚胺(DCC)为偶联剂,将肝素与具有官能侧基的脱保护聚乳酸和吗啉二酮衍生物共聚物材料连接,肝素本体重量含量达到15%。与共混肝素材料的肝素体外释放实验对比结果证明该连接技术对肝素有良好的控制释放效果。并且利用独特的计算机控制喷涂工艺将共聚物的四氢呋喃(THF)溶液喷涂到支架上,制备出了心血管涂层支架,扩张后表面涂层无脱落和撕裂。涂层支架与金属裸支架对比动物实验发现,1、2和3个月的动物实验血管切片显示涂层支架无急性血栓和再狭窄情况的发生。说明该材料具有良好的生物相容性,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 肝素化 生物可降解涂层 聚乳酸共聚物 心血管支架 再狭窄

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激光参量对血管支架重铸层及热影响区的影响 被引量：3

12

作者 张晋烨 张海云 +2 位作者 李志永 孙晓宇 王永琪 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期460-463,共4页

为了探究光纤微秒激光加工中关键工艺参量对心血管支架重铸层和热影响区的形成机理及变化趋势,采用了基于不同单因素参量下光纤微秒激光切割316L医用不锈钢的实验方法.通过进行理论分析和实验验证,得到了单因素参量下316L心血管支架的... 为了探究光纤微秒激光加工中关键工艺参量对心血管支架重铸层和热影响区的形成机理及变化趋势,采用了基于不同单因素参量下光纤微秒激光切割316L医用不锈钢的实验方法.通过进行理论分析和实验验证,得到了单因素参量下316L心血管支架的实物模型及其热影响区及重铸层的检测数据.结果表明,重铸层厚度主要受脉冲宽度及激光功率影响,随脉冲宽度和脉冲功率的增大而增大,当脉宽为20μs时,最小重铸层厚度为3.0μm;热影响区厚度与脉冲宽度、脉冲频率、激光功率、切割速率有关,即随脉冲宽度及脉冲频率的增大而增大,随功率的增大先增大后减小,随切割速率的增大先减小后增大,当脉冲频率为5000Hz时,最小热影响区厚度为0.2μm.通过研究316L心血管支架重铸层及热影响区的形成机理及变化趋势,为后续的正交实验及抛光实验奠定了基础. 展开更多

关键词 激光技术 光纤微秒激光 重铸层 热影响区 316L心血管支架

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激光参量对血管支架切缝形貌及粗糙度的影响

13

作者 赵士伟 张海云 +2 位作者 李志永 赵玉刚 张晋烨 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期299-303,共5页

为了研究激光加工工艺参量对血管支架切缝形貌以及表面粗糙度的影响,采用不同参量对比分析试验法,开展了心血管支架316L材料光纤激光切割实验,分析了激光脉冲宽度、激光功率和切割速率等不同工艺参量对材料切缝形貌及粗糙度的影响,得出... 为了研究激光加工工艺参量对血管支架切缝形貌以及表面粗糙度的影响,采用不同参量对比分析试验法,开展了心血管支架316L材料光纤激光切割实验,分析了激光脉冲宽度、激光功率和切割速率等不同工艺参量对材料切缝形貌及粗糙度的影响,得出激光切割支架的最佳工艺参量组合。结果表明,不同区域切缝形貌和表面粗糙度存在差异性,其中支架切缝的汽化区厚度主要受脉冲宽度及激光功率影响,当脉冲宽度为35μs时,支架切缝汽化区厚度最大可达到120μm;支架切缝汽化区粗糙度随切割速率增加先减小后增大,当切割速率为6mm/s时,切缝表面粗糙度值最低为650nm。此研究结果为心血管支架光纤加工的研究及后续光整加工奠定了理论基础。 展开更多

关键词 激光技术 心血管支架 工艺参量 切缝形貌 粗糙度

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新型可降解生物医用镁合金JDBM的研究进展 被引量：93

14

作者 袁广银 章晓波 +5 位作者 牛佳林 陶海荣 陈道运 何耀华 蒋垚 丁文江 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2476-2488,共13页

镁合金因具有与人体骨头接近的密度和弹性模量、高比强度和比刚度、生物可降解性以及生物相容性等优点,近10年来国内外研究人员对其应用于骨内植物、骨组织工程支架和心血管支架等领域进行了广泛的研究。然而,目前大多数研究均以现有商... 镁合金因具有与人体骨头接近的密度和弹性模量、高比强度和比刚度、生物可降解性以及生物相容性等优点,近10年来国内外研究人员对其应用于骨内植物、骨组织工程支架和心血管支架等领域进行了广泛的研究。然而,目前大多数研究均以现有商用镁合金为对象,如含Al元素的AZ31、AZ91以及含重稀土元素的WE43等,并未考虑到作为生物材料的安全性等问题。本文作者阐述镁合金作为生物医用材料的优势、面临的挑战以及应对策略;重点介绍上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心近年来围绕自行研发的新型生物医用镁合金JDBM开展的研究工作;最后展望可降解生物医用镁合金的应用前景和发展方向。 展开更多

关键词 可降解生物医用镁合金 骨内植物 心血管支架 生物相容性 生物降解性能

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钛镍合金丝材电解抛光工艺的研究 被引量：1

15

作者 彭静 徐小宁 刘立斌 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2023年第6期179-183,共5页

添加柠檬酸和甘油对高氯酸-甲醇基础抛光液进行优化,用不同抛光液对钛镍合金丝材进行电解抛光,对比研究了抛光前后丝材的表面形貌、抗腐蚀性和血液相容性。结果表明,添加柠檬酸和甘油后抛光液缓蚀效果明显,增加了抛光过程的可控性;与抛... 添加柠檬酸和甘油对高氯酸-甲醇基础抛光液进行优化,用不同抛光液对钛镍合金丝材进行电解抛光,对比研究了抛光前后丝材的表面形貌、抗腐蚀性和血液相容性。结果表明,添加柠檬酸和甘油后抛光液缓蚀效果明显,增加了抛光过程的可控性;与抛光前相比,优化后抛光液电解抛光的钛镍丝材表面平整,平均粗糙度从161.3 nm降至15.6 nm,自腐蚀电位从-0.167 V升至0.045 V,磷酸盐缓冲液中镍溶出量更低,抗腐蚀性提高,溶血率从2.333%降至0.333%,血小板黏附数量明显减少,血液相容性得到改善。 展开更多

关键词 生物材料 医用材料 心血管支架 钛镍合金 电解抛光 粗糙度 抗腐蚀性 血液相容性

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医用可降解Zn-3Cu-xMn合金的制备及性能研究

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作者 张雅静 王金朋 +1 位作者 陈鑫 吴航宇 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1104-1110,共7页

为了探究Zn合金作为生物可降解心血管支架材料的可行性,通过铸造加反向热挤压的方法制备了Zn-3Cu-xMn(x=0,0.5%,1.0%,1.5%)合金,运用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉伸测试、电化学测试和SBF浸泡腐蚀实验,探究Mn元素含量... 为了探究Zn合金作为生物可降解心血管支架材料的可行性,通过铸造加反向热挤压的方法制备了Zn-3Cu-xMn(x=0,0.5%,1.0%,1.5%)合金,运用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉伸测试、电化学测试和SBF浸泡腐蚀实验,探究Mn元素含量变化对Zn合金组织与性能的影响.结果表明,Zn-3Cu-xMn合金组织由Zn基体、CuZn5和MnZn13组成,随合金中Mn含量的升高,抗拉强度升高,屈服强度和延伸率均呈现先增后减的变化趋势,腐蚀速率提高,合金的浸泡腐蚀速率由0.063mm/a增至0.113mm/a.加入Mn元素的合金满足心血管支架材料的机械性能,腐蚀速率高于心血管支架材料的要求,因此,Zn合金具有成为生物可降解心血管支架材料的潜力. 展开更多

关键词 可降解心血管支架材料 Zn-3Cu-xMn合金 显微组织 机械性能 腐蚀速率.

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