生物醫(yī)用金屬鎂表面酒石酸涂層的構(gòu)建及其腐蝕降解性能和生物相容性的研究.pdf

1、新型可降解生物材料在生物醫(yī)用領(lǐng)域內(nèi)因其獨(dú)特的可降解性而吸引了大量的關(guān)注，可降解植入物能夠在人體內(nèi)以可控制的速度逐漸降解，并在服役周期結(jié)束后徹底降解消失，避免了二次手術(shù)取出。金屬鎂作為一種新型的可降解材料在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域內(nèi)被廣泛研究，但仍存在腐蝕降解過(guò)快等根本性問(wèn)題尚未解決，人體內(nèi)鎂植入物的過(guò)快降解會(huì)使得植入物周圍局部pH升高，且產(chǎn)生大量的氫氣氣泡;同時(shí)，鎂的加速降解也將會(huì)使其植入物的機(jī)械完整性在短時(shí)間內(nèi)遭到破壞，導(dǎo)致植入器件過(guò)早的喪失

2、功能，以上種種因素皆限制了金屬鎂作為人體植入材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。
　　本課題選用酒石酸有機(jī)小分子對(duì)金屬鎂進(jìn)行表面改性。一方面，酒石酸分子通過(guò)吸附在鎂基底表面從而減少活性位點(diǎn)的暴露，另一方面，能夠通過(guò)化學(xué)接枝的方式錨定在純鎂表面，并在后續(xù)成膜過(guò)程中捕獲鎂基底所釋放出的鎂離子，通過(guò)酒石酸分子和二價(jià)鎂離子的螯合作用進(jìn)一步接枝，從而構(gòu)建出均勻的、具有一定厚度的保護(hù)性涂層，從而有效減緩鎂及其合金的腐蝕速率，而酒石酸分子優(yōu)異的生物相容

3、性也進(jìn)一步滿足鎂作為生物材料應(yīng)用的需要。因此，利用酒石酸對(duì)金屬鎂進(jìn)行表面改性既可以解決鎂基可降解材料的腐蝕控制問(wèn)題，又能夠兼顧材料在生物相容性方面的要求。
　　通過(guò)SEM、FT-IR、XPS等表征方法分析了改性涂層的材料學(xué)特征，可以發(fā)現(xiàn)TA分子首先與堿活化鎂表面的羥基以化學(xué)接枝的方式固定，隨后TA分子上羧基與鎂離子通過(guò)螯合的方式使得涂層進(jìn)一步沉積，最終在鎂表面構(gòu)建出約1.25μm厚的有機(jī)-金屬涂層（下文中或稱改性涂層）。電化學(xué)測(cè)試

4、結(jié)果顯示改性后的樣品Mg-OH@TA具有較低的自腐蝕電流密度，這表明涂層能夠從動(dòng)力學(xué)方面阻礙電解液中陰離子侵入基底，從而很好的控制鎂的腐蝕降解速率，尤其是Mg-OH@15TA，其Rct值遠(yuǎn)大于未改性的Mg-OH和Mg，從相位角的位置也可以發(fā)現(xiàn)Mg-OH@15TA角度最負(fù)，可以綜合判斷出Mg-OH@15TA的界面電荷轉(zhuǎn)移較小、其表面的缺陷和局部腐蝕較少，即改性后材料的抗腐蝕能力得到大幅的提升。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的模擬體內(nèi)浸泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明涂層改性后