复旦大学在建立材料随机降解方程组、运用聚合物涂层调控金属腐蚀“后天不均匀性”取得全链条成果
2026-08-24 16:38:43 作者:本网发布 来源:网络 分享至:

         材料的不均匀降解并非都源于初始的先天缺陷或者使用环境的空间不均匀性,任何一个随机降解的过程必然会后天获得异质性。然而长期以来缺乏这方面的基础理论,甚至连后天不均匀性的定量统计参数也未被确立,严重影响了相关器件在服役过程中的可靠性。控制这种随机降解导致的后天不均匀性对于生物可吸收血管支架等医疗器械尤为重要,因为这种不均匀降解导致的短板效应可使得支架的某些局部提前断裂,且难以预测。

经过长期思考,复旦大学丁建东教授团队泊松雨点问题启发,建立了定量描述随机降解的时空演化方程组,并将其用于量化比较有、无聚合物涂层时可降解金属的获得性腐蚀不均匀程度。研究发现,在仿生介质中,聚乳酸涂层可使得铁的腐蚀速率提升3倍,更将其腐蚀不均匀性降低至原有水平的1/4000,这一发现颠覆了传统认知——尽管腐蚀被加快,器械的断裂反而会延迟发生。

通过上海复旦大学、北京阜外医院、深圳元心公司(先健公司的子公司)三方合作,取得了全链条研究成果:开发了生物降解可控的金属-聚合物复合支架,在心血管介入治疗中有效规避了早期断裂的风险;大动物模型的临床前研究、涉及1108例患者的多队列冠脉支架植入以及首批人体植入的全部45个病例的5年随访结果均证实,这种综合了可水解高分子与可腐蚀金属的金属-聚合物复合型可降解支架具有良好的安全性与有效性。

相关研究成果已发表在Sci. China Mater.期刊上,论文的理论框架原则上可推广至舰船腐蚀、桥梁断裂、气象变化、生物演化、大数据波动等因随机时空演化产生后天不均匀性、从而影响系统可靠性的领域。

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复旦大学在建立材料随机降解方程组、运用聚合物涂层调控金属腐蚀“后天不均匀性”取得全链条成果

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