镍镀层钕铁硼磁环体内抗腐蚀性能研究

0 引言

磁吻合（magnamosis）是利用特殊加工的磁体所产生的非接触性磁场力来完成空腔脏器（包括血管、消化道、泌尿道）吻合重建的新技术。因其独特的吻合模式及良好的吻合效果，磁吻合又被誉为“智慧吻合”。其研究最早由日本学者Obora 等[1]于1978 年开展并利用磁环成功完成了犬血管端端吻合，大大缩短了吻合时间，显现出巨大优势。之后，磁吻合的研究广泛开展，现已被用于胃肠吻合[2-3]、结肠吻合[4]、胃造瘘[5]、直肠阴道瘘闭合修补[6-7]、血管吻合[8]、气管食管瘘模型制备[9-10]、胆道狭窄再通[11]、先天性肛门闭锁再通[12]等。磁吻合的独特之处在于其吻合模式，磁吻合时磁体间的受压榨组织发生缺血—坏死—脱落的病理变化，而压榨旁组织则发生粘连—修复—愈合的病理过程[13]。磁吻合时随着磁体之间受压组织缺血坏死，压榨力随磁体间距离减小而增大，且磁吻合时受压组织承受的是一个平面的压力，这不同于手工缝线吻合或机械钉式吻合时组织承受的纵向牵拉力，该特点赋予了磁吻合能够在组织炎症水肿状态下仍实现一期吻合，这在急性胆道损伤一期吻合实验中已获成功[14]。尽管磁吻合具有诸多优势，但磁吻合过程中组织愈合的动态变化过程、吻合口组织张力变化等基础研究尚不深入，仍需要大量的动物实验来探索。

钕铁硼磁体具有很高的磁能积，磁力学性能优良[15]，且价格适中，是加工磁吻合装置的首选材料。耐腐蚀能力差是钕铁硼磁体的缺点，因此在使用时必须经过表面改性处理。钕铁硼磁体表面改性方法多样，最常见的是电镀镍，此外还有氮化钛镀层、类金刚石镀层等[16]。电镀镍工艺成熟、设备简单、成本低，是最常用的表面改性方法，日常生活和一般工业用途的钕铁硼磁体均采用该方案。而氮化钛镀层等其他方法工艺复杂、成本高、开展此业务的厂家也较少，获取较难。在既往的磁吻合基础研究中，研究者所采用的表面镀层方案多种多样，缺乏统一标准[17]，加之人体复杂的理化环境下，满足工业需求的钕铁硼磁体改性方案是否也能满足磁吻合医学实验要求，关于此方面的研究目前较少。前期本课题组探讨了不同镀层方案的钕铁硼磁体体外抗胃液、胆汁腐蚀的能力[18-19]，但离体环境与在体环境的差异性仍较大。目前尚未见钕铁硼磁体在体留置的抗腐蚀性能的研究报道。本实验重点从兔胃肠磁吻合术后不同时间点质量丢失以及镍镀层钕铁硼磁环抗胃液、肠液腐蚀方面进行分析，以期为钕铁硼磁体完成胃肠道磁吻合时的表面改性需求提供依据和参考。

1 材料与方法

1.1 材料

N45 烧结钕铁硼磁环（购于陕西金山电气有限责任公司），表面电镀镍，磁环包括母磁环和子磁环两部分。母磁环为外径10 mm、内径4 mm、高4.6 mm的带沉孔的圆环状磁体，子磁环为外径10 mm、内径4 mm、高2.7 mm 的带沉孔的圆环状磁体。母磁环质量（2.）g，子磁环质量（1.）g。母磁环表面场强（245.）Gs（1 Gs=10-4T），子磁环表面场强（262.）Gs。

新西兰兔（3～4 月龄）50 只，雌雄不限，体质量2.0～3.0 kg，购自西安交通大学实验动物中心。本实验经西安交通大学生物医学伦理委员会审批通过（批准号：XJTULAC2019-1001），整个实验过程符合实验动物伦理学要求。

1.2 实验方法

子、母磁环各50 个，清洗干净并干燥后称重、测量磁感应强度。磁环质量用微量电子秤称量3次，取平均值；吸合面的磁感应强度测量时分别取0点、3 点、6 点、9 点4 个点测量，每个点测量3 次，取平均值。

实验动物术前禁饮食12 h。3%戊巴比妥钠（1 ml/kg）耳缘静脉注射麻醉。麻醉满意后仰卧位固定，常规术野准备，上腹部正中切口长约6 cm。探查腹腔无明显异常后在胃体做小切口（长约5 mm），经此切口置入子磁环，并推送子磁环至空肠，经胃体切口置入母磁环，推送母磁环，使子、母磁环在空肠对系膜缘相吸，关闭胃造瘘口，检查腹腔无出血后关腹。麻醉苏醒后单笼喂养，自由食水。术后3 d 每间隔12 h 给予肌注头孢唑林钠抗感染，术后48 h 每12 h肌注一次盐酸哌替啶镇痛治疗。

分别于术后3、6、9、12、15 d 取出磁环，每个时间点处死10 只实验兔，获取子、母磁环各10 个。流动水下软毛刷清洗磁环，烘干后观察表面腐蚀情况；每个磁环称重3 次，取平均值；磁感应强度仍然按照术前测量方案执行，对于裂解超过1/4 的磁环不测量磁感应强度。

1.3 统计学分析

文章来源：《腐蚀科学与防护技术》 网址: http://www.fskxyfhjszz.cn/qikandaodu/2021/0304/502.html